本發(fā)明涉及透明隔熱防火隔音玻璃領(lǐng)域，尤其涉及一種含氣凝膠的隔熱防火玻璃及其制備方法。

背景技術(shù)：

玻璃是一種透明度、強(qiáng)度及硬度都很高，不透氣的物料，玻璃在日常環(huán)境中呈化學(xué)惰性，亦不會(huì)與生物起作用，故此，用途非常廣泛?，F(xiàn)有技術(shù)中用于建筑物的玻璃，主要是用來(lái)封閉、采光、保溫。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高，建筑的玻璃門窗面積越來(lái)越大，建筑玻璃已從過(guò)去單純作為采光和裝飾用材料，逐漸向安全防火、保溫隔熱、隔音降噪、控制光線等方向發(fā)展。

氣凝膠是一種由納米級(jí)顆粒堆積而成的、具有納米級(jí)孔洞的輕質(zhì)固體材料，因此具有極高的孔隙率、比表面積，優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和不燃性，表現(xiàn)出優(yōu)異的輕質(zhì)、透光、隔熱、保溫、隔音、防火、抗沖擊性能。氣凝膠、透明防火膠與玻璃復(fù)合可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)兼有透明、隔熱、防火功能的玻璃門窗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種含氣凝膠的透明隔熱防火玻璃及其制備方法。

一種含氣凝膠的隔熱防火玻璃，由三塊或多塊玻璃、一層或多層透明防火膠以及一層或多層氣凝膠構(gòu)成，所述兩塊玻璃或多塊玻璃之間為透明防火膠，所述兩塊玻璃或多塊玻璃之間為氣凝膠。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述玻璃為鋼化玻璃、浮法玻璃、著色玻璃、鍍膜玻璃、壓花玻璃中的一種或多種；所述玻璃厚度為3~15mm。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述透明防火膠主要由透明膠粘劑組成；所述透明防火膠還包括阻燃劑、分散介質(zhì)、助劑；所述透明膠粘劑為水合硅酸鈉、硅酸鉀水合物、醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、有機(jī)硅樹脂、環(huán)氧樹脂、氟碳樹脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、丙烯酰胺中的一種或多種；所述阻燃劑為成炭劑、發(fā)泡劑、催化劑；所述成炭劑為季戊四醇、淀粉、二季戊四醇、丁四醇、山梨醇、環(huán)己六醇中的一種或多種；所述發(fā)泡劑為三聚氰胺、尿素、聚酰胺、雙氰胺、氯化石蠟、聚脲、密胺、甘氨酸中的一種或多種；所述催化劑為聚磷酸銨、碳酸氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、硫酸銨、甲酸中的一種或多種；所述阻燃劑還包括氫氧化鎂、改性氫氧化鎂、氫氧化鋁、改性氫氧化鋁、硼酸、硼砂、乙醇胺、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、磷酸鋁中的一種或多種；所述分散介質(zhì)為水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇中的一種或多種；所述助劑為交聯(lián)固化劑、潤(rùn)濕劑、分散劑、流平劑、消泡劑、防腐劑、成膜助劑中的一種或多種；所述交聯(lián)劑為氟硅酸鈉、氟硅酸鉀、氟化鋁、二甲基乙醇胺、二乙烯基三胺、雙氰胺、己二酸二酰肼、過(guò)硫酸銨中的一種或多種；所述潤(rùn)濕劑為十二烷基磺酸鈉、硫酸月桂酯、二烷基磺基琥珀酸鹽、蓖麻油硫酸化物、烷基吡啶鹽氯化物、烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、乙炔乙二醇中的一種或多種；所述分散劑為偏硅酸鈉、二硅酸鈉、烷基聚醚硫酸酯、烷基芳基磺酸鹽、脂肪酸酰胺衍生物硫酸鹽、聚乙二烯醇烷基芳基醚硫酸鈉、山梨糖醇烷基化物、聚氧乙烯烷基苯酚基醚、三甲基硬脂酰胺氯化物、聚羧酸鹽、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物、聚合萘磺酸鹽中的一種或多種；所述流平劑為丙烯酸聚合物流平劑、氟改性丙烯酸酯類流平劑、有機(jī)硅類流平劑、氟碳類流平劑中的一種或多種；所述消泡劑為不含有機(jī)硅的不飽和烷烴消泡劑、聚硅氧烷消泡劑、改性有機(jī)硅消泡劑、二甲基聚硅氧烷與疏水二氧化硅混合物消泡劑、含疏水粒子的有機(jī)硅聚合物消泡劑、無(wú)硅非離子丙烯酸聚合物消泡劑中的一種或多種；所述防腐劑為1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羥乙基)均三嗪、六氫-1,3,5-三乙基-三嗪中的一種或多種；所述成膜助劑為甲基吡咯烷酮、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯、丁二酸二異丁酯、戊二酸二異丁酯、己二酸二異丁酯、二丙二醇丁醚、丙二醇苯醚中的一種或多種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述氣凝膠可以是氣凝膠板材、氣凝膠顆?；驓饽z粉體；所述氣凝膠顆粒和所述氣凝膠粉體可以具有所述對(duì)稱、規(guī)則形狀；所述對(duì)稱、規(guī)則形狀可以為正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體、正二十面體中的一種或多種。

一種含氣凝膠的隔熱防火玻璃的制備方法，包括以下步驟：

（a）制備玻璃空腔，利用防火密封膠將防火間隔條粘結(jié)在所述玻璃四周，形成一面敞開的空腔；

（b）灌注透明防火膠，向步驟（a）的玻璃空腔中灌注所述透明防火膠；

（c）封面，使用防火密封膠和所述玻璃將步驟（b）的敞開面密封，固化；

（d）制備玻璃空腔，在步驟（c）的夾膠玻璃一側(cè)的四周利用防火密封膠粘結(jié)防火間隔條，形成一面敞開的空腔；

（e）填充氣凝膠，向步驟（d）的玻璃空腔中填充所述氣凝膠；

（f）封面，使用防火密封膠和所述玻璃將步驟（e）的敞開面密封。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（a）之前還包括玻璃清洗和玻璃表面預(yù)處理。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（b）之前還可以對(duì)所述透明防火膠進(jìn)行超聲波處理或加熱處理或紫外線輻射處理。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（b）之后和步驟（c）之前還可以對(duì)所述灌注透明防火膠的玻璃進(jìn)行振動(dòng)處理或超聲波處理或加熱處理或紫外線輻射處理。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（e）還包括所述振動(dòng)處理。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（f）之后還包括密封步驟；所述密封步驟為將步驟（f）的玻璃的四周用密封膠密封處理；所述密封膠為雙組分聚硫密封膠或雙組分硅酮密封膠。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述防火密封膠為硅酮膠、水合硅酸鈉、硅酸鉀水合物以及含有所述阻燃劑的膠粘劑中的一種；所述防火密封膠厚度為1~5mm；所述防火間隔條為浮法玻璃間隔條、鋼化玻璃間隔條、不銹鋼間隔條、鋁間隔條、斷橋鋁間隔條、陶瓷間隔條中的一種；所述防火間隔條可以具有空腔結(jié)構(gòu)；所述防火間隔條的空腔中可以填充干燥劑；所述防火間隔條寬度為5~50mm，厚度為3~15mm。

上述含氣凝膠的隔熱防火玻璃為a類隔熱型復(fù)合防火玻璃，具有高的可見(jiàn)光透過(guò)率、低的導(dǎo)熱系數(shù)以及優(yōu)異的隔音性能，可廣泛應(yīng)用于低能耗建筑的防火保溫窗、幕墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及防火門、隔墻、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1為由透明防火膠、氣凝膠和3塊玻璃構(gòu)成的三玻兩腔型隔熱防火玻璃截面圖。其中1為玻璃，2為透明防火膠，3為防火間隔條，4為防火密封膠，5為氣凝膠。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。

本發(fā)明的含氣凝膠的隔熱防火玻璃的一種實(shí)施例，由三塊或多塊玻璃1、一層或多層透明防火膠2以及一層或多層氣凝膠5構(gòu)成，所述兩塊玻璃1或多塊玻璃1之間為透明防火膠2，所述兩塊玻璃1或多塊玻璃1之間為氣凝膠5。

如此，本發(fā)明將防火玻璃（夾膠玻璃）與氣凝膠保溫隔熱玻璃相結(jié)合，制得兼有保溫隔熱、防火、透明、隔音性能的a類隔熱防火復(fù)合玻璃，應(yīng)用前景巨大。

本實(shí)施例中，所述玻璃為鋼化玻璃、浮法玻璃、著色玻璃、鍍膜玻璃、壓花玻璃中的一種或多種；所述玻璃厚度為3~15mm。

本實(shí)施例中，所述透明防火膠主要由透明膠粘劑組成；所述透明防火膠還包括阻燃劑、分散介質(zhì)、助劑；所述透明膠粘劑為水合硅酸鈉、硅酸鉀水合物、醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、有機(jī)硅樹脂、環(huán)氧樹脂、氟碳樹脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、丙烯酰胺中的一種或多種；所述阻燃劑為成炭劑、發(fā)泡劑、催化劑；所述成炭劑為季戊四醇、淀粉、二季戊四醇、丁四醇、山梨醇、環(huán)己六醇中的一種或多種；所述發(fā)泡劑為三聚氰胺、尿素、聚酰胺、雙氰胺、氯化石蠟、聚脲、密胺、甘氨酸中的一種或多種；所述催化劑為聚磷酸銨、碳酸氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、硫酸銨、甲酸中的一種或多種；所述阻燃劑還包括氫氧化鎂、改性氫氧化鎂、氫氧化鋁、改性氫氧化鋁、硼酸、硼砂、乙醇胺、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、磷酸鋁中的一種或多種；所述分散介質(zhì)為水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇中的一種或多種；所述助劑為交聯(lián)固化劑、潤(rùn)濕劑、分散劑、流平劑、消泡劑、防腐劑、成膜助劑中的一種或多種；所述交聯(lián)劑為氟硅酸鈉、氟硅酸鉀、氟化鋁、二甲基乙醇胺、二乙烯基三胺、雙氰胺、己二酸二酰肼、過(guò)硫酸銨中的一種或多種；所述潤(rùn)濕劑為十二烷基磺酸鈉、硫酸月桂酯、二烷基磺基琥珀酸鹽、蓖麻油硫酸化物、烷基吡啶鹽氯化物、烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、乙炔乙二醇中的一種或多種；所述分散劑為偏硅酸鈉、二硅酸鈉、烷基聚醚硫酸酯、烷基芳基磺酸鹽、脂肪酸酰胺衍生物硫酸鹽、聚乙二烯醇烷基芳基醚硫酸鈉、山梨糖醇烷基化物、聚氧乙烯烷基苯酚基醚、三甲基硬脂酰胺氯化物、聚羧酸鹽、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物、聚合萘磺酸鹽中的一種或多種；所述流平劑為丙烯酸聚合物流平劑、氟改性丙烯酸酯類流平劑、有機(jī)硅類流平劑、氟碳類流平劑中的一種或多種；所述消泡劑為不含有機(jī)硅的不飽和烷烴消泡劑、聚硅氧烷消泡劑、改性有機(jī)硅消泡劑、二甲基聚硅氧烷與疏水二氧化硅混合物消泡劑、含疏水粒子的有機(jī)硅聚合物消泡劑、無(wú)硅非離子丙烯酸聚合物消泡劑中的一種或多種；所述防腐劑為1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羥乙基)均三嗪、六氫-1,3,5-三乙基-三嗪中的一種或多種；所述成膜助劑為甲基吡咯烷酮、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯、丁二酸二異丁酯、戊二酸二異丁酯、己二酸二異丁酯、二丙二醇丁醚、丙二醇苯醚中的一種或多種。

如此，本發(fā)明的透明防火膠可以為膨脹型防火膠，也可以是吸熱型非膨脹型防火膠；本發(fā)明也可以使用市面上現(xiàn)成的透明防火膠。

本實(shí)施例中，所述氣凝膠可以是氣凝膠板材、氣凝膠顆?；驓饽z粉體；所述氣凝膠顆粒和所述疏水氣凝膠粉體可以具有所述對(duì)稱、規(guī)則形狀；所述對(duì)稱、規(guī)則形狀可以為正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體、正二十面體中的一種或多種。

如此，相比不規(guī)則外形的氣凝膠顆粒和氣凝膠粉體，可見(jiàn)光在具有規(guī)則外形的氣凝膠顆?；驓饽z粉體中具有更高的透過(guò)率；使用氣凝膠板材可以使本發(fā)明的隔熱防火玻璃具有更加優(yōu)異的隔熱性能和透光性能。

一種含氣凝膠的隔熱防火玻璃的制備方法，包括以下步驟：

（a）制備玻璃空腔，利用防火密封膠4將防火間隔條3粘結(jié)在所述玻璃1四周，形成一面預(yù)留澆注口的空腔；

（b）灌注透明防火膠，向步驟（a）的玻璃空腔中灌注所述透明防火膠2；

（c）封面，使用防火密封膠4和所述玻璃1將步驟（b）的預(yù)留澆注口密封，固化；

（d）制備玻璃空腔，在步驟（c）的夾膠玻璃一側(cè)的四周利用防火密封膠4粘結(jié)防火間隔條3，形成一面敞開的空腔；

（e）填充氣凝膠，向步驟（d）的玻璃空腔中填充所述氣凝膠5；

（f）封面，使用防火密封膠4和所述玻璃1將步驟（e）的敞開面密封。

此外，本發(fā)明的玻璃空腔的制備還可以是使用防火密封膠和防火間隔條將兩塊玻璃的三個(gè)側(cè)面密封，形成空腔。

此外，固化可以為在常溫或加熱或紫外線輻射條件下，對(duì)封面后的兩塊玻璃1中間的含氣凝膠的透明隔熱防火膠2進(jìn)行固化處理。

此外，本發(fā)明的制備方法還可以是先制備夾有疏水氣凝膠的玻璃，再制備夾有透明防火膠的玻璃。

如此，上述工藝簡(jiǎn)單，實(shí)用，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

本實(shí)施例中，所述步驟（a）之前還包括玻璃清洗和玻璃表面預(yù)處理。

此外，玻璃表面預(yù)處理可以是利用含有硅烷偶聯(lián)劑（如kh550）的溶液處理玻璃內(nèi)表面。

如此，步驟（a）前對(duì)玻璃進(jìn)行清洗和表面預(yù)處理可以提高玻璃的透光度以及玻璃與含氣凝膠的透明隔熱防火膠的界面結(jié)合強(qiáng)度。

本實(shí)施例中，所述步驟（b）之前還可以對(duì)所述透明防火膠進(jìn)行超聲波處理或加熱處理或紫外線輻射處理。

本實(shí)施例中，所述步驟（b）之后和步驟（c）之前還可以對(duì)所述灌注透明防火膠的玻璃進(jìn)行振動(dòng)處理或超聲波處理或加熱處理或紫外線輻射處理。

如此，可以提高透明防火膠的流動(dòng)性、潤(rùn)濕性等，提高含透明防火膠與玻璃的界面結(jié)合，減少或消除微泡，提高工藝效率。

本實(shí)施例中，所述步驟（e）還包括振動(dòng)處理。

如此，在玻璃空腔中填充氣凝膠顆粒或粉體時(shí)，振動(dòng)處理有助于氣凝膠顆?；蚍垠w密實(shí)堆積，提高氣凝膠的體積密度，進(jìn)而具有更加優(yōu)異的隔熱性能。

本實(shí)施例中，所述步驟（f）之后還包括密封步驟；所述密封步驟為將步驟（f）的玻璃的四周用密封膠密封處理；所述密封膠為雙組分聚硫密封膠或雙組分硅酮密封膠。

如此，進(jìn)一步提高本發(fā)明的復(fù)合夾層玻璃的密封性，增加玻璃使用壽命。

本實(shí)施例中，所述防火密封膠為硅酮膠、水合硅酸鈉、硅酸鉀水合物以及含有所述阻燃劑的膠粘劑中的一種；所述防火密封膠厚度為1~5mm；所述防火間隔條為浮法玻璃間隔條、鋼化玻璃間隔條、不銹鋼間隔條、鋁間隔條、斷橋鋁間隔條、陶瓷間隔條中的一種；所述防火間隔條可以具有空腔結(jié)構(gòu)；所述防火間隔條的空腔中可以填充干燥劑；所述防火間隔條寬度為5~50mm，厚度為3~15mm。

如此，使用化學(xué)鋼化硼硅玻璃間隔條等防火間隔條可以進(jìn)一步提高復(fù)合玻璃的防火性能。

上述含氣凝膠的隔熱防火玻璃為a類隔熱型復(fù)合防火玻璃，具有高的可見(jiàn)光透過(guò)率、低的導(dǎo)熱系數(shù)以及優(yōu)異的隔音性能，可廣泛應(yīng)用于低能耗建筑的防火保溫窗、幕墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及防火門、隔墻、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。

下面為具體實(shí)施例部分。

實(shí)施例1

采用以下步驟制備隔熱防火玻璃：

（1）將水性聚氨酯樹脂、水、消泡劑、磷酸二氫鈉、多聚磷酸鈉、硼砂、分散劑、流平劑按比例混合，機(jī)械攪拌20min，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/min，得到透明防火膠；

（2）使用硅酮膠將硼硅玻璃間隔條粘結(jié)在銫鉀玻璃四周，硅酮膠厚度為1mm，硼硅玻璃間隔條寬度為8mm、厚度為5mm，銫鉀玻璃厚度為6mm（下同），形成一面敞開的空腔，待水玻璃固化后，將步驟（6）的透明防火膠灌注于空腔中；

（3）在另一塊銫鉀玻璃四周的對(duì)應(yīng)位置涂抹硅酮膠，放置于步驟（7）的敞面上，然后放置于加熱釜中，60℃條件下處理3h，自然冷卻；

（4）使用硅酮膠將硼硅玻璃間隔條粘結(jié)在步驟（3）的夾膠玻璃一側(cè)的四周，水玻璃厚度為1mm，硼硅玻璃間隔條寬度為10mm、厚度為5mm，形成一面敞開的空腔，然后向空腔中填充sio2氣凝膠顆粒，同時(shí)對(duì)sio2氣凝膠顆粒進(jìn)行振動(dòng)處理，用硅酮膠和銫鉀玻璃進(jìn)行封面處理，最后將得到的隔熱防火玻璃的四周用雙組分硅酮密封膠進(jìn)行密封處理，得到隔熱防火玻璃，本實(shí)施例的隔熱防火玻璃的截面圖如圖1所示，表1為本實(shí)施例的隔熱防火玻璃的性能指標(biāo)。

表1實(shí)施例1的隔熱防火玻璃的性能指標(biāo)

其中，b代表玻璃，q代表含氣凝膠的透明防火膠，d代表氣凝膠。

實(shí)施例2

采用以下步驟制備隔熱防火玻璃：

（1）將水合硅酸鈉、水、消泡劑、分散劑、流平劑按比例混合，機(jī)械攪拌30min，轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min，得到透明防火膠；

（2）使用水玻璃將硼硅玻璃間隔條粘結(jié)在鋼化玻璃四周，水玻璃厚度為2mm，硼硅玻璃間隔條寬度為8mm、厚度為5mm，鋼化玻璃厚度為6mm（下同），形成一面敞開的空腔，待水玻璃固化后，將步驟（1）的透明防火膠灌注于空腔中；

（3）在另一塊鋼化玻璃四周的對(duì)應(yīng)位置涂抹水玻璃，放置于步驟（2）的敞面上，然后放置于加熱釜中，60℃條件下處理12h，自然冷卻

（4）使用水玻璃將硼硅玻璃間隔條粘結(jié)在步驟（8）的夾膠玻璃一側(cè)的四周，水玻璃厚度為1mm，硼硅玻璃間隔條寬度為8mm、厚度為5mm，形成一面敞開的空腔，然后填充sio2氣凝膠板材，sio2氣凝膠板材厚度為10mm，使用水玻璃和鋼化玻璃進(jìn)行封面處理，最后將隔熱防火玻璃的四周用雙組分硅酮密封膠進(jìn)行密封處理，得到隔熱防火玻璃。本實(shí)施例的隔熱防火玻璃的截面圖如圖1所示，表2為本實(shí)施例的隔熱防火玻璃的性能指標(biāo)。

表2實(shí)施例2的隔熱防火玻璃的性能指標(biāo)

其中，b代表玻璃，q代表含氣凝膠的透明防火膠，d代表氣凝膠。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。