建材總院“復(fù)合防火玻璃制造技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化示范”

英國(guó)倫敦一座名為“格倫費(fèi)爾塔”的高層居民建筑近日發(fā)生火災(zāi)，整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)慘不忍睹。

 

如果火災(zāi)中這些高層建筑都安裝上耐火窗而不是普通的玻璃門窗，結(jié)果會(huì)怎樣？有一點(diǎn)可以肯定，人員傷亡將大大降低。

 

在中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院（以下簡(jiǎn)稱建材總院）玻璃科學(xué)研究院院長(zhǎng)左巖看來(lái)，這場(chǎng)大火給我國(guó)建筑安全敲響了警鐘，也為新型功能化復(fù)合防火玻璃的發(fā)展提供了機(jī)遇。

 

作為安全玻璃中的一員，復(fù)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(zāi)時(shí)，防火層會(huì)迅速發(fā)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(shì)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(jié)破碎的玻璃片，保持防火玻璃的完整性使之不會(huì)傷及人。

 

無(wú)機(jī)復(fù)合防火玻璃是建筑防火等級(jí)最高的玻璃。中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院玻璃科學(xué)研究院穆元春博士介紹說(shuō)，目前國(guó)外圣戈班、肖特和皮爾金頓生產(chǎn)的無(wú)機(jī)復(fù)合防火玻璃占據(jù)國(guó)際市場(chǎng)主要份額。國(guó)內(nèi)防火玻璃多以有機(jī)復(fù)合產(chǎn)品為主，因耐候性問(wèn)題無(wú)法用于建筑外窗。可生產(chǎn)無(wú)機(jī)復(fù)合防火玻璃的少數(shù)企業(yè)因產(chǎn)品微氣泡難以消除，長(zhǎng)期在低端市場(chǎng)徘徊。

 

“研發(fā)出無(wú)微泡、耐紫外線輻照性能優(yōu)異的高性能復(fù)合防火玻璃，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能質(zhì)的飛躍，擴(kuò)大產(chǎn)品應(yīng)用范圍，這既是我國(guó)防火玻璃技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是建材總院在建筑節(jié)能、安全玻璃產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一個(gè)重要方向。”但穆元春說(shuō)，為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)需要解決三大關(guān)鍵問(wèn)題：制備新型無(wú)機(jī)防火材料，提高復(fù)合防火玻璃紫外耐候性能；化學(xué)改性提高水玻璃的性能；改變常規(guī)的平板式晾制技術(shù)，制備具有雙曲面異型結(jié)構(gòu)的復(fù)合防火玻璃，使其能在屋外窗、幕墻等領(lǐng)域使用。

 

原位反應(yīng)法是目前國(guó)際上較為先進(jìn)的復(fù)合防火玻璃制備技術(shù)，該技術(shù)一直被國(guó)外壟斷，并以無(wú)機(jī)防火漿液的形式限量供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。

 

在“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專項(xiàng)項(xiàng)目課題“復(fù)合防火玻璃制造技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化示范”支持下，課題負(fù)責(zé)人穆元春和團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地運(yùn)用“粒子設(shè)計(jì)”的原理，成功研制出國(guó)際領(lǐng)先的新型無(wú)機(jī)復(fù)合防火玻璃，產(chǎn)品通透性好，無(wú)微泡，固含量高，界面結(jié)合力強(qiáng)，可具備曲面異形結(jié)構(gòu)，且膠層厚度可自主設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了同等級(jí)產(chǎn)品的輕量化。

 

如何將實(shí)驗(yàn)室的樣品變成產(chǎn)品，讓科技成果更好更快的轉(zhuǎn)化？去年建材總院與北京冠華東方玻璃科技有限公司合作，真正實(shí)現(xiàn)成果的落地。

參展第28屆中國(guó)國(guó)際玻璃工業(yè)技術(shù)展覽會(huì)
 

以結(jié)構(gòu)為“5+1+3”的高性能復(fù)合式無(wú)機(jī)超薄型防火玻璃為例，其無(wú)機(jī)防火中間層材料的厚度僅為1毫米，但耐火時(shí)間超過(guò)90分鐘。這種新型防火玻璃既可避免單片防火玻璃鋼化自爆，又能克服有機(jī)防火玻璃因耐紫外線輻照性能差無(wú)法用于室外窗的弊端。耐火極限時(shí)間是復(fù)合防火玻璃的最重要的技術(shù)指標(biāo)之一。在第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行的耐火極限試驗(yàn)中，該產(chǎn)品通過(guò)檢驗(yàn)，達(dá)到性能指標(biāo)要求。

 

在知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已獲授權(quán)3項(xiàng)發(fā)明專利、3項(xiàng)實(shí)用新型專利，其中“納米SiO2粒子設(shè)計(jì)技術(shù)”使無(wú)機(jī)防火溶液具有低黏度、高固含、高模數(shù)的特點(diǎn)，解決了防火中間層耐候耐久性差的缺點(diǎn)；“K2O·nSiO2基原位反應(yīng)法制備技術(shù)”利用防火溶液所具備的剪切變稀的特性與良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，攻克了產(chǎn)品不能物理鋼化、不能用于幕墻、不能具備曲面異形結(jié)構(gòu)的制備難題，使復(fù)合防火玻璃生產(chǎn)效率大大提高，生產(chǎn)成本大大降低，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)。

 

隨著我國(guó)建筑消防法規(guī)的逐漸完善，高層建筑、軌道交通、船舶等防火安全部位強(qiáng)制安裝防火玻璃已經(jīng)制度化。

 

目前建材總院已和國(guó)內(nèi)十余家玻璃深加工企業(yè)簽訂技術(shù)服務(wù)協(xié)議，為其提供防火溶液，并指導(dǎo)復(fù)合防火玻璃的工業(yè)化生產(chǎn)，計(jì)劃年產(chǎn)耐火窗用復(fù)合防火玻璃100萬(wàn)平米，這將帶動(dòng)相關(guān)玻璃門窗行業(yè)的產(chǎn)值超過(guò)20億元，成為化解當(dāng)?shù)夭Ａ罴庸ぎa(chǎn)業(yè)“高能耗、低附加值”等弊端的利器。