防火层材料及其制备方法及防火玻璃技术

本发明专利技术是关于一种防火层材料及其制备方法及防火玻璃。所述防火层材料，以重量份计，其原料由以下物质组成：亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒50‑300份、去离子水50‑200份、抗冷凝剂5‑200份、成炭剂0.5‑6份、成炭助剂0.5‑6份、耐热稳定剂0.5‑6份、离子固定剂0.05‑1份、储存稳定剂0.3‑1.2份、消泡剂0.1‑0.4份、增塑剂0.4‑1.6份、交联剂0.2‑1.2份和质量百分浓度为50％的氢氧化钾水溶液30‑250份，所述亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒为宽分布纳米颗粒。本发明专利技术具有剪切变稀的特性，能够灌注更薄的玻璃腔体。用本防火层材料制备的复合式防火玻璃具有无微泡、附着力好、硬度高、透过率高、防火时间长和耐低温的优点。

Fire-proof Layer Material, Preparation Method and Fire-proof Glass

The invention relates to a fireproof layer material, a preparation method and a fireproof glass. The fireproof layer material is composed of 50 300 organic/inorganic hybrid particles with hydrophilic nano-core-shell structure, 50 200 deionized water, 5 200 anti-condensant, 0.5 6 charring additives, 0.5 6 heat-resistant stabilizers, 0.05 1 ion fixing agent, 0.3 1.2 storage stabilizers, 0.1 4 defoamers. The hydrophilic nano-core-shell structure of organic/inorganic hybrid particles is a wide-distributed nano-particle, with plasticizer 0.4 1.6 phr, crosslinker 0.2 1.2 phr and potassium hydroxide aqueous solution of 50% mass concentration 30 250 phr. The invention has the characteristics of shearing thinning and can pour thinner glass cavity. The composite fireproof glass made of the fireproof layer material has the advantages of no microbubbles, good adhesion, high hardness, high transmittance, long fireproof time and low temperature resistance.

【技术实现步骤摘要】
防火层材料及其制备方法及防火玻璃
本专利技术涉及安全玻璃领域，具体涉及一种防火层材料及其制备方法及防火玻璃。
技术介绍
随着城市化进展的脚步越来越快，房屋的建筑窗体也变得越来越大。高雅美观、功能安全的玻璃构件正逐步受到国内外设计师的青睐，这直接导致各类安全玻璃及特种玻璃在建筑玻璃行业中快速发展。建筑玻璃已从单纯作为采光、装饰用材料逐步发展成为具有光线控制、调节室温、降低噪音、改善居住环境等多重功能复合的方向发展。防火玻璃除了具有普通玻璃的某些性能外，还具有控制火势蔓延、隔烟和隔热等性能，为发生火灾时的有效救护提供了宝贵的救援时间，最大限度地降低了人员、财产、建筑物的损失。防火玻璃可以使逃生和救援人员免遭热辐射伤害，并将火灾的破坏力降低到最小程度。由于近期国内外某些知名的大型建筑频发火灾，人们开始逐渐关注复合式防火玻璃的研发生产和使用效果。耐寒性差是制约复合式防火玻璃应用的主要因素之一，因此，研发出耐低温性能和耐紫外线辐照性能优异的高性能复合防火玻璃，实现产品性能质的飞跃，扩大产品的应用区域，是安全玻璃产业化发展的一个重要方向。目前国内对复合式防火玻璃专用防火层材料所做的工作处于基础研究阶段。现有的复合式防火玻璃的低温使用性能差，大多数产品在低温条件下会结冻发白，在北方寒冷地区无法满足用于室外窗、幕墙的长期使用要求；现有复合式防火玻璃的防火层材料的主成分水玻璃受自身粘度、流平性等因素限制，造成防火层材料在制备过程中易形成厚度差，从而导致防火层表面不平；同时，现有复合式防火玻璃的防火层自身易产生气泡，易导致夹层存有大量微泡，微泡的存在降低了防火层的实际防火效果，而且会导致复合式防火玻璃的表观质量差；现有的复合式防火玻璃还存在防火层硬度不够等问题，严重影响复合防火玻璃的使用效果和使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种防火层材料及其制备方法及防火玻璃，克服了现有技术中防火层材料耐低温性能差、附着力差、易导致玻璃夹层产生大量微泡、表观质量差等缺点。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种防火层材料，以重量份计，其原料由以下物质组成：亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒50-300份、去离子水50-200份、抗冷凝剂5-200份、成炭剂0.5-6份、成炭助剂0.5-6份、耐热稳定剂0.5-6份、离子固定剂0.05-1份、储存稳定剂0.3-1.2份、消泡剂0.1-0.4份、增塑剂0.4-1.6份、交联剂0.2-1.2份和质量百分浓度为50％的氢氧化钾水溶液30-250份；所述亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒为宽分布纳米颗粒，其核层物质为气相纳米二氧化硅颗粒及其团聚体，其壳层物质为聚(甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酰胺-苯乙烯)共聚物。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的防火层材料，以重量份计，其原料由以下物质组成：亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒100-150份、去离子水70-100份、抗冷凝剂20-50份、成炭剂1-3份、成炭助剂1-3份、耐热稳定剂1-3份、离子固定剂0.1-0.5份、储存稳定剂0.4-0.6份、消泡剂0.1-0.2份、增塑剂0.4-0.8份、交联剂0.4-0.6份和质量百分浓度为50％的氢氧化钾水溶液60-150份。优选的，前述的防火层材料，其中所述亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒的粒径为50nm-6060nm，其核层粒径为30nm-6000nm，粒径分布为多峰宽分布；其壳层厚度为20nm-40nm。优选的，前述的防火层材料，其中所述抗冷凝剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇和季戊四醇中的至少一种；所述成炭剂为蔗糖、果糖、葡萄糖、砂糖和麦芽糖中的至少一种；所述成炭助剂为磷酸二氢钾、磷酸氢钾、磷酸二氢钠和磷酸氢钠中的至少一种。优选的，前述的防火层材料，其中所述耐热稳定剂为硼砂和硼酸中的至少一种；所述离子固定剂为氧化锌、氧化铝和淀粉中的至少一种；所述储存稳定剂为多聚磷酸钠和多聚磷酸钾中的至少一种；所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂；所述增塑剂为二丙二醇丁醚和二丙二醇甲醚中的至少一种；所述交联剂为氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟化铝、碳酸铵、碳酸钾、碳酸氢铵和碳酸氢钾中的至少一种。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种防火层材料的制备方法，包括：将50-300重量份亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒加入到50-200重量份去离子水中，搅拌均匀，得到第一溶液；其中，所述亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒为宽分布纳米颗粒，其核层物质为气相纳米二氧化硅颗粒及其团聚体，其壳层物质为聚(甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酰胺-苯乙烯)共聚物；在搅拌条件下，依次向所述第一溶液中加入5-200重量份抗冷凝剂、0.5-6重量份成炭剂、0.5-6重量份成炭助剂、0.5-6重量份耐热稳定剂、0.05-1重量份离子固定剂、0.3-1.2重量份储存稳定剂、0.1-0.4重量份消泡剂、0.4-1.6重量份增塑剂和0.2-1.2重量份交联剂，搅拌均匀，得到防火层材料的基础溶液；向所述防火层材料的基础溶液加入30-250重量份质量百分浓度为50％的氢氧化钾水溶液，抽真空，搅拌均匀，得到防火层材料。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的防火层材料的制备方法，其中还包括：向所述第一溶液中加入所述消泡剂后，以5000-6000r/min的转速搅拌至少30分钟。优选的，前述的防火层材料的制备方法，其中所述亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒的粒径为50nm-6060nm，其核层粒径为30nm-6000nm，粒径分布为多峰宽分布；其壳层厚度为20nm-40nm。本专利技术的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种防火玻璃，所述防火玻璃由至少两片玻璃层叠而成，相邻的两片玻璃之间具有夹层，至少一个所述夹层为防火层，所述防火层由上述任一项所述的防火层材料制成。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的防火玻璃，其中所述防火层的厚度为0.5-1.5mm。借由上述技术方案，本专利技术提供的一种防火层材料及其制备方法及防火玻璃至少具有下列优点：1、本专利技术的防火层材料采用亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒作为主要原料，该亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒为宽分布纳米颗粒，其核层物质为气相纳米二氧化硅颗粒及其团聚体，其壳层物质为聚(甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酰胺-苯乙烯)共聚物，含有该原料的防火层材料与玻璃接触后，会腐蚀玻璃表面形成一定厚度的扩散层，提高了防火胶层与玻璃的附着力；当玻璃受热而产生裂纹时，裂纹不会扩展，从而不会导致整块玻璃的碎裂，大大提高了防火玻璃的强度；同时宽分布的亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒使防火层材料具备剪切变稀的特性，能够灌注更薄的玻璃腔体。2、通过在亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒中加入其它的助剂，使防火层材料各组分之间产生协同效应，消除了复合式防火玻璃夹层的气泡，制备出附着力好、硬度高达4H、透过率为72-85％、防火时间可高达194min左右、可在低温环境(-40℃)条件下使用的高性能无微泡低温型复合式防火玻璃。3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防火层材料，其特征在于，以重量份计，其原料由以下物质组成：亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒50‑300份、去离子水50‑200份、抗冷凝剂5‑200份、成炭剂0.5‑6份、成炭助剂0.5‑6份、耐热稳定剂0.5‑6份、离子固定剂0.05‑1份、储存稳定剂0.3‑1.2份、消泡剂0.1‑0.4份、增塑剂0.4‑1.6份、交联剂0.2‑1.2份和质量百分浓度为50％的氢氧化钾水溶液30‑250份；其中，所述亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒为宽分布纳米颗粒，其核层物质为气相纳米二氧化硅颗粒及其团聚体，其壳层物质为聚(甲基丙烯酸‑丙烯酸‑丙烯酰胺‑苯乙烯)共聚物。

【技术特征摘要】
1.一种防火层材料，其特征在于，以重量份计，其原料由以下物质组成：亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒50-300份、去离子水50-200份、抗冷凝剂5-200份、成炭剂0.5-6份、成炭助剂0.5-6份、耐热稳定剂0.5-6份、离子固定剂0.05-1份、储存稳定剂0.3-1.2份、消泡剂0.1-0.4份、增塑剂0.4-1.6份、交联剂0.2-1.2份和质量百分浓度为50％的氢氧化钾水溶液30-250份；其中，所述亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒为宽分布纳米颗粒，其核层物质为气相纳米二氧化硅颗粒及其团聚体，其壳层物质为聚(甲基丙烯酸-丙烯酸-丙烯酰胺-苯乙烯)共聚物。2.根据权利要求1所述的防火层材料，其特征在于，以重量份计，其原料由以下物质组成：亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒100-150份、去离子水70-100份、抗冷凝剂20-50份、成炭剂1-3份、成炭助剂1-3份、耐热稳定剂1-3份、离子固定剂0.1-0.5份、储存稳定剂0.4-0.6份、消泡剂0.1-0.2份、增塑剂0.4-0.8份、交联剂0.4-0.6份和质量百分浓度为50％的氢氧化钾水溶液60-150份。3.根据权利要求1或2所述的防火层材料，其特征在于，所述亲水性纳米核壳结构有机/无机杂化颗粒的粒径为50nm-6060nm，其核层粒径为30nm-6000nm，粒径分布为多峰宽分布；其壳层厚度为20nm-40nm。4.根据权利要求1或2所述的防火层材料，其特征在于，所述抗冷凝剂为乙二醇、丙二醇、丙三醇和季戊四醇中的至少一种；所述成炭剂为蔗糖、果糖、葡萄糖、砂糖和麦芽糖中的至少一种；所述成炭助剂为磷酸二氢钾、磷酸氢钾、磷酸二氢钠和磷酸氢钠中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的防火层材料，其特征在于：所述耐热稳定剂为硼砂和硼酸中的至少一种；所述离子固定剂为氧化锌、氧化铝和淀粉中的至少一种；所述储存稳定剂为多聚磷酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆元春，杜大艳，徐志伟，徐磊，付静，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11