一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及消防领域，具体涉及一种有效克服变黄和脱胶的复合防火玻璃用无色透明凝胶材料及其制备方法，由N‑乙烯基吡咯烷酮、含双键的不饱和羧酸（酐）、引发剂、二甲基丙烯酸乙二醇酯、乙二醇、氯化钠、聚乙烯醇、水溶性聚磷酸铵、去离子水组成，按重量混合均匀后缓慢注入玻璃空腔中，通过震荡和静置排出气泡，用密封胶进行注射口密封固化后，对玻璃进行加热，引发N‑乙烯基吡咯烷酮、含双键的不饱和羧酸（酐）和二甲基丙烯酸乙二醇酯的聚合反应，并与其他组分一起形成无色透明凝胶材料。

Colorless transparent gel material for composite fire-resistant glass and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料及其制备方法
本专利技术涉及消防领域，具体涉及一种有效克服变黄和脱胶的复合防火玻璃用无色透明凝胶材料及其制备方法。
技术介绍
目前，隔热型防火玻璃的关键材料为防火胶层，一般为高分子凝胶防火层和无机材料（钾水玻璃/钠水玻璃）防火层两类。无机材料防火层的原材料价格和加工成本较高，乙级隔热防火玻璃(A类1.00h)的售价约为1500-3000元/平米，稳定性能维持5年以上；而高分子凝胶防火层的原材料价格和加工成本低廉，同种防火级别的产品售价约为260元/平米，因成本较低在国内使用广泛。国内生产凝胶防火层-隔热型防火玻璃有多家企业，但始终无法克服产品稳定性太短的问题；现有技术方案中都使用了聚丙烯酰胺凝胶材料作为防火层，例如：专利CN107880290A、CN109605866A、CN103058532B、CN1140478C和CN106010390A，但使用2年左右受紫外线辐照的影响往往会导致凝胶材料发黄；再加上聚丙烯酰胺凝胶材料与玻璃的粘接作用力较弱，也会出现脱胶现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中复合防火玻璃用聚丙烯酰胺凝胶的不足，而提供一种可以有效克服变黄和脱胶问题的复合防火玻璃用无色透明凝胶材料及其制备方法。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，由以下重量份数的组分组成：N-乙烯基吡咯烷酮10~90份，不饱和羧酸1~6份，引发剂0.1~4份，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.2~6份，乙二醇2~80份，氯化钠1~44份，聚乙烯醇1~10份，水溶性聚磷酸铵6~40份，去离子水100份。一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，由以下重量份数的组分组成：N-乙烯基吡咯烷酮16~60份，不饱和羧酸2~4份，引发剂1~3份，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.5~2份，乙二醇5~20份，氯化钠6~20份，聚乙烯醇2~6份，水溶性聚磷酸铵10~30份，去离子水100份。一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，由以下重量份数的组分组成：N-乙烯基吡咯烷酮37.4份，不饱和羧酸3份，引发剂2份，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.9份，乙二醇9.4份，氯化钠7.5份，聚乙烯醇3.7份，水溶性聚磷酸铵22.4份，去离子水100份。所述的不饱和羧酸为含双键的不饱和羧酸，含双键的不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸中的一种或者几种的混合物，起到增强凝胶材料与玻璃的粘接作用。所述的含双键的不饱和羧酸可以用含双键的不饱和酸酐代替，含双键的不饱和酸酐选用马来酸酐。所述的引发剂为过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或者两种的混合物，起引发聚合反应的作用。一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料的制备方法，包括如下步骤：将N-乙烯基吡咯烷酮、含双键的不饱和羧酸（酐）、引发剂、二甲基丙烯酸乙二醇酯、乙二醇、氯化钠、聚乙烯醇、水溶性聚磷酸铵、去离子水按重量份数混合均匀成混合溶液，从注射口缓慢加入到四周密封的玻璃空腔中，通过震荡和静置排出气泡，用密封胶进行注射口密封固化后，对玻璃进行加热，温度保持在50~80℃，持续加热6~10h，引发N-乙烯基吡咯烷酮、含双键的不饱和羧酸（酐）和二甲基丙烯酸乙二醇酯的聚合反应，并与其他组分一起形成无色透明凝胶材料。混合溶液从注射口向玻璃空腔中加入的速度为30~200ml/min。本专利技术的积极效果是：现有技术方案中的凝胶材料再受到太阳光照射时，其中的紫外线会对含有-NH2结构的聚丙烯酰胺凝胶材料产生降解作用，进而导致发黄。本专利技术中创新性地使用了N-乙烯基吡咯烷酮（不含-NH2结构）为防火层凝胶材料的主要原料，通过单体N-乙烯基吡咯烷酮和含双键的不饱和羧酸（酐）共聚，并与其他组分一起形成无色透明凝胶材料，由于没有采用现有公开技术中的聚丙烯酰胺凝胶体系，从而避免有机物中出现-NH2结构，显著抑制了凝胶材料在紫外线辐照下变黄的现象；同时，含双键的不饱和羧酸（酐）在共聚物中形成具有较强粘接力的羧基，赋予了凝胶材料对玻璃更高的粘接力，有效克服了凝胶材料和玻璃脱胶的问题。少量的聚乙烯醇也会进一步增加凝胶材料和玻璃的粘接力；二甲基丙烯酸乙二醇酯起交联作用，增加凝胶材料的力学强度，避免火焰灼烧时凝胶材料外溢流出；乙二醇和氯化钠，可以改善凝胶材料的耐寒性；去离子水，除起到形成透明凝胶的溶剂作用外，在受到火焰灼烧时会形成水蒸气，并使凝胶材料转化为多孔状态，从而起到隔火隔热的作用。因此，本专利技术复合防火玻璃用无色透明凝胶材料具有更好的稳定性，优于已公开的聚丙烯酰胺体系防火凝胶材料。具体实施方式实施例1一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，由以下重量的组分组成：N-乙烯基吡咯烷酮10克，马来酸酐1克，过硫酸钠0.1克，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.2克，乙二醇2克，氯化钠1克，聚乙烯醇1克，水溶性聚磷酸铵6克，去离子水100克。一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料的制备方法，包括如下步骤：将N-乙烯基吡咯烷酮、含双键的不饱和羧酸（酐）、引发剂、二甲基丙烯酸乙二醇酯、乙二醇、氯化钠、聚乙烯醇、水溶性聚磷酸铵、去离子水按重量混合均匀成混合溶液，从注射口缓慢加入到四周密封的玻璃空腔中，混合溶液从注射口向玻璃空腔中加入的速度为30~200ml/min，通过震荡和静置排出气泡，用密封胶进行注射口密封固化后，对玻璃进行加热，温度保持在50~80℃，持续加热6~10h，引发N-乙烯基吡咯烷酮、含双键的不饱和羧酸（酐）和二甲基丙烯酸乙二醇酯的聚合反应，并与其他组分一起形成无色透明凝胶材料。实施例2一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，由以下重量的组分组成：N-乙烯基吡咯烷酮90克，甲基丙烯酸6克，过硫酸钾4克，二甲基丙烯酸乙二醇酯6克，乙二醇80克，氯化钠44克，聚乙烯醇10克，水溶性聚磷酸铵40克，去离子水100克。制备方法同实施例1。实施例3一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，由以下重量的组分组成：N-乙烯基吡咯烷酮16克，衣康酸2克，过硫酸钾1克，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.5克，乙二醇5克，氯化钠6克，聚乙烯醇2克，水溶性聚磷酸铵10克，去离子水100克。制备方法同实施例1。实施例4一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，由以下重量的组分组成：N-乙烯基吡咯烷酮60克，丙烯酸4克，过硫酸钠3克，二甲基丙烯酸乙二醇酯2克，乙二醇20克，氯化钠20克，聚乙烯醇6克，水溶性聚磷酸铵30克，去离子水100克。制备方法同实施例1。实施例5一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，由以下重量的组分组成：N-乙烯基吡咯烷酮60克，丙烯酸和衣康酸的混合物4克，过硫酸钠和过硫酸钾的混合物3克，二甲基丙烯酸乙二醇酯2克，乙二醇20克，氯化钠20克，聚乙烯醇6克，水溶性聚磷酸铵30克，去离子水100克。制备方法同实施例1。实施例6一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，由以下重量的组分组成：N-乙烯基吡咯烷酮90克，丙烯酸1克，过硫酸钾0.1克，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.2克，乙二醇2克，氯化钠1克，聚乙烯醇1克，水溶性聚磷酸铵6克，去离子水100克。制备方法同实施例1。实施例7一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，由以下重量的组分组成：N-乙烯基吡咯烷酮10克，甲基丙烯酸6克，过硫酸钠0.1克，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.2克，乙二醇2克，氯化钠1克，聚乙烯醇1克，水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：N‑乙烯基吡咯烷酮10~90份，不饱和羧酸1~6份，引发剂0.1~4份，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.2~6份，乙二醇2~80份，氯化钠1~44份，聚乙烯醇1~10份，水溶性聚磷酸铵6~40份，去离子水100份。

【技术特征摘要】
1.一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：N-乙烯基吡咯烷酮10~90份，不饱和羧酸1~6份，引发剂0.1~4份，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.2~6份，乙二醇2~80份，氯化钠1~44份，聚乙烯醇1~10份，水溶性聚磷酸铵6~40份，去离子水100份。2.一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：N-乙烯基吡咯烷酮16~60份，不饱和羧酸2~4份，引发剂1~3份，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.5~2份，乙二醇5~20份，氯化钠6~20份，聚乙烯醇2~6份，水溶性聚磷酸铵10~30份，去离子水100份。3.一种复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，其特征在于，由以下重量份数的组分组成：N-乙烯基吡咯烷酮37.4份，不饱和羧酸3份，引发剂2份，二甲基丙烯酸乙二醇酯0.9份，乙二醇9.4份，氯化钠7.5份，聚乙烯醇3.7份，水溶性聚磷酸铵22.4份，去离子水100份。4.根据权利要求1至3任一所述的复合防火玻璃用无色透明凝胶材料，其特征在于：所述的不饱和羧酸为含双键的不饱和羧酸，含双键的不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓欢，王磊，马攀龙，李洋，
申请(专利权)人：河南恒鑫丰安防科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南,41