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    防火玻璃的制造技術與產業化發展現狀

    隨著國家建筑消防法規的逐漸完善,高層建筑、軌道交通、船舶等防火安全部位強制安裝防火玻璃已經實現制度化。復合防火玻璃作為安全玻璃中的一員,可以使逃生和救援人員免遭熱輻射傷害,并降低火災的破壞性。
    推倒圍墻,讓科技成果轉化更暢快,對接更徹底,截至2018年11月30日,“十三五”國家重點研發計劃專項課題“復合防火玻璃制造技術與產業化示范”的研發時間已經過半,中國建筑材料科學研究總院有限公司(以下簡稱中國建材總院)和國內19家玻璃深加工企業簽訂技術服務協議,為后者提供高性能防火溶液,并指導復合防火玻璃的工業化生產,成為化解當地玻璃深加工產業“高能耗、低附加值”等弊端的利器。這一數字遠遠超過當時課題立項時所設定的2家企業實現產業化落地示范的目標。

    2018年7月,在中國建材聯合會組織的科技成果鑒定會上,對項目中的核心技術內容“K2O·nSiO2基材工業化制備新技術在高性能復合防火玻璃應用與產業化示范”,專家組一致認為:整體技術達到先進水平,其中超薄型防火膠片制造技術達到領先水平。過去一年,“復合防火玻璃制造技術與產業化示范”研發又往前推進了不少工作。

    復合防火玻璃制造技術與產業化示范項目研發歷程

    作為安全玻璃中的一員,復合防火玻璃由兩層或兩層以上的玻璃中間夾以透明的防火中間層材料組成,在遇火災時,防火層會迅速發泡膨脹形成絕熱的耐火隔熱泡沫層,吸收大量熱量,起到控制火勢蔓延、隔煙和隔熱等作用,可使逃生和救援人員免遭熱輻射傷害,此外它能黏結破碎的玻璃片,保持防火玻璃的完整性使之不會傷及人。

    從2017年6月到2018年5月,經過一年的努力,中國建材總院玻璃科學研究院已相繼研發成功0.9毫米、0.8毫米、0.7毫米厚的防火中間層。

    但科研人員在深入研究中發現,其實對耐火窗來說,僅需要完整性就可防止明火燒進屋子引起災難。如果能保證耐火窗用玻璃整體均勻受熱,即使是普通鋼化玻璃也可以滿足耐火窗的使用要求。

    顯然,火災發生時,室外的火苗不會均勻地緩慢加熱玻璃,急速溫度變化會導致玻璃因應力不均發生炸裂。

    研發的新型防火中間層材料遇火后,會迅速發泡膨脹,膨脹比超過30倍,也就是說,當1000℃以上的明火燒蝕1毫米厚的防火中間層材料時,會迅速生成30毫米的膨脹隔絕層。雖然普遍采用的1毫米厚的防火中間層可以解決問題,但過于奢侈?!翱紤]到玻璃正常鋼化的均勻性,其實玻璃表面0.2毫米厚的防火層就能滿足耐火窗的使用要求?!敝袊ú目傇翰Aг耗略翰┦空f。
    之前團隊其實也曾做過相關嘗試。

    即使灌注純凈水,也會因為表面張力遲滯灌注速度。本項目所研發的新型防火液,雖然粘度較低,但要灌注厚度在0.5毫米以下的腔體,難度實在太大,加上是大尺寸復合防火玻璃,灌注更加困難,加上時間較長,會導致體系不斷反應固化,粘度逐步上升,從而影響靜置排泡的工藝。為此團隊借助已經研發出的高模數、高固含、低粘度K2O·nSiO2基防火液,通過對原有工藝進行適當的優化改進,制備出新型高模數K2O·nSiO2基防火膠片及其平板式、曲面式復合防火玻璃。

    由于整個過程是一個液態與氣態進行轉換的靜態和動力平衡,需要在特定的溫度、濕度下進行:溫度提供了水分蒸發的能量,使溶液中的水分蒸發到環境中;濕度抑制溶液中的水分過快蒸發,防止溶液表層由于過快失水硬化,影響溶液內部水分蒸發,因此溫度、濕度是影響溶液水分蒸發速度和膠層質量的關鍵因素。在新型復合防火膠片的制備過程中,項目組采取了變溫變濕分步法,制備K2O·nSiO2基無機防火膠片,不但消除了褶皺、微泡,防火膠片的生產時間也明顯縮短到5小時以內,制備出1500毫米×800毫米×0.5毫米的無機防火膠片基體,再利用模具,壓出一定深度、寬度的貫通式紋路,用于復合防火玻璃層合時,作為導氣通道使用。

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