CN107325651A - 一种防火玻璃幕墙 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及幕墙工程技术领域，公开了一种防火玻璃幕墙，使用双层玻璃结构，在接触空气面涂布防火耐热涂层，在玻璃空隙间填充隔热材料，所述耐热涂层按照重量份计由以下成分制成：聚氯丁烯橡胶乳液80‑90份、硅酸乙酯40‑50份、硅溶胶30‑40份、季戊四醇25‑30份、氢氧化铝20‑25份、石棉纤维15‑20份、二氧化钛10‑15份、三氧化二锑5‑10份、纳米氧化锌1‑2份；所述隔热材料为磷酸盐、锗酸盐和硅酸盐制备的一种微孔材料混合而成，提高了其耐高温性和热冲击强度，在火灾下能承受的温度差达到600℃，不会发生破裂，将火灾损失降至最低。

Description

一种防火玻璃幕墙
技术领域
本发明属于幕墙工程技术领域，具体涉及一种防火玻璃幕墙。
背景技术
玻璃幕墙是当代的一种新型墙体,它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。在世界各大洲的主要城市均建有宏伟华丽的玻璃幕墙建筑。玻璃幕墙也存在着一些局限性，玻璃幕墙是高层建筑最为脆弱的构建，在火灾发生时，极易发生破裂和脱落，众所周知，雷电是天空云层中一种自然的放电现象，雷电流是一种强度极大，作用时间极短的瞬变过程。雷电击中建筑物时，通常会产生电效应、热效应和机械力。雷电流在瞬间释放出的巨大能量，会使建筑物遭到破坏，甚至雷电的高温引起建筑物燃烧构成火灾和引起触电，造成极大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种防火玻璃幕墙，使用双层玻璃结构，在接触空气面涂布防火耐热涂层，在玻璃空隙间填充隔热材料，提高了其耐高温性和热冲击强度，将火灾损失降至最低。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种防火玻璃幕墙，使用双层玻璃结构，在接触空气面涂布防火耐热涂层，在玻璃空隙间填充隔热材料，所述耐热涂层按照重量份计由以下成分制成：聚氯丁烯橡胶乳液80-90份、硅酸乙酯40-50份、硅溶胶30-40份、季戊四醇25-30份、氢氧化铝20-25份、石棉纤维15-20份、二氧化钛10-15份、三氧化二锑5-10份、纳米氧化锌1-2份；
所述隔热材料为磷酸盐、锗酸盐和硅酸盐制备的一种微孔材料混合而成，混合比例为1.5-2.0：1.2-1.5：3.0-3.5，制备方法为：将对应的盐经过粉碎至40-60目大小，在质量浓度为6-10%的盐酸中浸渍15-20小时，取出后在85-90℃下干燥至恒重，在微波炉中以氮气为保护气，在1300-1400℃下烧结10-15分钟，冷却后混合即可。
作为对上述方案的进一步改进，所述硅溶胶的制备方法为：将稻壳灰在550-600℃下炭化，将提取液经过过滤浓缩置于酸碱耐压罐中，添加质量浓度为0.3-0.5%的稀硫酸，添加量以反应进行到溶胶不再生成为准，将得到的胶液熟化10-12小时后进行水洗3-5次即可。
作为对上述方案的进一步改进，所述纳米氧化锌的制备方法为：
（1）将硝酸锌与质量浓度为0.2-0.3摩尔/升的氢氧化钠溶液混合，利用氢氧化钠溶液的添加量将PH值调整为8.0-8.2，在磁力搅拌器下搅拌15-20分钟，再加入去离子水超声分散20-30分钟，得到固液混合体；
（2）将超声分散后的固液混合体持续搅拌15-20分钟，然后转移至水热反应釜中，180-200℃反应18-20小时，取出反应釜置于通风橱内自然冷却至室温，移出产物，将产物用乙醇和去离子水分别洗涤3-5次，得到产物，再将产物置于60-70℃烘箱中干燥6-8小时，然后放入马弗炉中煅烧2-3小时，即得纳米氧化锌。
本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决玻璃幕墙在火灾中极易发生破裂和脱落，造成巨大损失的问题，本发明提供了一种防火玻璃幕墙，使用双层玻璃结构，在接触空气面涂布防火耐热涂层，可增大玻璃的绝热性能，通过隔离火源或空气，来延长基材着火时间、阻止火势的蔓延传播、推迟玻璃结构被破坏时间的作用，在玻璃空隙间填充隔热材料，所述隔热材料为磷酸盐、锗酸盐和硅酸盐制备的一种微孔材料混合而成，具有三维骨架构成的特定多孔结构，隔热性能突出，提高了其耐高温性和热冲击强度，将火灾损失降至最低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
一种防火玻璃幕墙，使用双层玻璃结构，在接触空气面涂布防火耐热涂层，在玻璃空隙间填充隔热材料，所述耐热涂层按照重量份计由以下成分制成：聚氯丁烯橡胶乳液80份、硅酸乙酯40份、硅溶胶30份、季戊四醇25份、氢氧化铝20份、石棉纤维15份、二氧化钛10份、三氧化二锑5份、纳米氧化锌1份；
所述隔热材料为磷酸盐、锗酸盐和硅酸盐制备的一种微孔材料混合而成，混合比例为1.5：1.2：3.0，制备方法为：将对应的盐经过粉碎至40目大小，在质量浓度为6%的盐酸中浸渍15小时，取出后在85℃下干燥至恒重，在微波炉中以氮气为保护气，在1300℃下烧结10分钟，冷却后混合即可。
作为对上述方案的进一步改进，所述硅溶胶的制备方法为：将稻壳灰在550℃下炭化，将提取液经过过滤浓缩置于酸碱耐压罐中，添加质量浓度为0.3%的稀硫酸，添加量以反应进行到溶胶不再生成为准，将得到的胶液熟化10小时后进行水洗3次即可。
作为对上述方案的进一步改进，所述纳米氧化锌的制备方法为：
（1）将硝酸锌与质量浓度为0.2摩尔/升的氢氧化钠溶液混合，利用氢氧化钠溶液的添加量将PH值调整为8.0，在磁力搅拌器下搅拌15分钟，再加入去离子水超声分散20分钟，得到固液混合体；
（2）将超声分散后的固液混合体持续搅拌15分钟，然后转移至水热反应釜中，180℃反应18小时，取出反应釜置于通风橱内自然冷却至室温，移出产物，将产物用乙醇和去离子水分别洗涤3次，得到产物，再将产物置于60℃烘箱中干燥6小时，然后放入马弗炉中煅烧2小时，即得纳米氧化锌。
实施例2
一种防火玻璃幕墙，使用双层玻璃结构，在接触空气面涂布防火耐热涂层，在玻璃空隙间填充隔热材料，所述耐热涂层按照重量份计由以下成分制成：聚氯丁烯橡胶乳液85份、硅酸乙酯45份、硅溶胶35份、季戊四醇28份、氢氧化铝22份、石棉纤维17份、二氧化钛12份、三氧化二锑7份、纳米氧化锌1.5份；
所述隔热材料为磷酸盐、锗酸盐和硅酸盐制备的一种微孔材料混合而成，混合比例为1.8：1.3：3.3，制备方法为：将对应的盐经过粉碎至50目大小，在质量浓度为8%的盐酸中浸渍18小时，取出后在88℃下干燥至恒重，在微波炉中以氮气为保护气，在1350℃下烧结13分钟，冷却后混合即可。
作为对上述方案的进一步改进，所述硅溶胶的制备方法为：将稻壳灰在580℃下炭化，将提取液经过过滤浓缩置于酸碱耐压罐中，添加质量浓度为0.4%的稀硫酸，添加量以反应进行到溶胶不再生成为准，将得到的胶液熟化11小时后进行水洗4次即可。
作为对上述方案的进一步改进，所述纳米氧化锌的制备方法为：
（1）将硝酸锌与质量浓度为0.25摩尔/升的氢氧化钠溶液混合，利用氢氧化钠溶液的添加量将PH值调整为8.1，在磁力搅拌器下搅拌17分钟，再加入去离子水超声分散25分钟，得到固液混合体；
（2）将超声分散后的固液混合体持续搅拌18分钟，然后转移至水热反应釜中，190℃反应19小时，取出反应釜置于通风橱内自然冷却至室温，移出产物，将产物用乙醇和去离子水分别洗涤4次，得到产物，再将产物置于65℃烘箱中干燥7小时，然后放入马弗炉中煅烧2.5小时，即得纳米氧化锌。
实施例3
一种防火玻璃幕墙，使用双层玻璃结构，在接触空气面涂布防火耐热涂层，在玻璃空隙间填充隔热材料，所述耐热涂层按照重量份计由以下成分制成：聚氯丁烯橡胶乳液90份、硅酸乙酯50份、硅溶胶40份、季戊四醇30份、氢氧化铝25份、石棉纤维20份、二氧化钛15份、三氧化二锑10份、纳米氧化锌2份；
所述隔热材料为磷酸盐、锗酸盐和硅酸盐制备的一种微孔材料混合而成，混合比例为2.0：1.5：3.5，制备方法为：将对应的盐经过粉碎至60目大小，在质量浓度为10%的盐酸中浸渍20小时，取出后在90℃下干燥至恒重，在微波炉中以氮气为保护气，在1400℃下烧结15分钟，冷却后混合即可。
作为对上述方案的进一步改进，所述硅溶胶的制备方法为：将稻壳灰在600℃下炭化，将提取液经过过滤浓缩置于酸碱耐压罐中，添加质量浓度为0.5%的稀硫酸，添加量以反应进行到溶胶不再生成为准，将得到的胶液熟化12小时后进行水洗5次即可。
作为对上述方案的进一步改进，所述纳米氧化锌的制备方法为：
（1）将硝酸锌与质量浓度为0.3摩尔/升的氢氧化钠溶液混合，利用氢氧化钠溶液的添加量将PH值调整为8.2，在磁力搅拌器下搅拌20分钟，再加入去离子水超声分散30分钟，得到固液混合体；
（2）将超声分散后的固液混合体持续搅拌20分钟，然后转移至水热反应釜中，200℃反应20小时，取出反应釜置于通风橱内自然冷却至室温，移出产物，将产物用乙醇和去离子水分别洗涤5次，得到产物，再将产物置于70℃烘箱中干燥8小时，然后放入马弗炉中煅烧3小时，即得纳米氧化锌。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，将防火涂层中硅溶胶成分省略，其余保持不变。
对比例2
与实施例2的区别仅在于，使用聚醋酸乙烯型的防火涂料代替实施例中的防火涂层，其余保持不变。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，使用石棉代替实施例中的隔热材料，其余保持不变。
对比试验
使用6毫米的浮法玻璃作为试验对象，分别使用实施例1-3和对比例1-3的方法处理，同时以不做任何处理的浮法玻璃设置为对照组，将各组玻璃置于耐高温实验室中，进行不同温度的加热耐火试验，火源与玻璃距离为50厘米，首先将各组玻璃在2小时内预热至200℃，再以50℃/分钟的速度加热火源至500℃，记录各组玻璃的性能变化，将结果记录如下表所示：
项目 首次破裂时间（秒） 临界破裂应力（MPa） 临界断裂应力（MPa） 玻璃向火面中心温度（℃）
实施例1 380 41.2 33.6 185
实施例2 395 41.6 34.3 167
实施例3 388 41.3 33.8 176
对比例1 233 36.5 28.2 254
对比例2 221 37.4 28.9 241
对比例3 235 35.2 27.7 259
对照组 202 34.3 26.6 264
由此可见：本发明提供的防火玻璃幕墙，隔热性能突出，提高了其耐高温性和热冲击强度，将火灾损失降至最低。

Claims (3)

1.一种防火玻璃幕墙，其特征在于，使用双层玻璃结构，在接触空气面涂布防火耐热涂层，在玻璃空隙间填充隔热材料，所述耐热涂层按照重量份计由以下成分制成：聚氯丁烯橡胶乳液80-90份、硅酸乙酯40-50份、硅溶胶30-40份、季戊四醇25-30份、氢氧化铝20-25份、石棉纤维15-20份、二氧化钛10-15份、三氧化二锑5-10份、纳米氧化锌1-2份；
所述隔热材料为磷酸盐、锗酸盐和硅酸盐制备的一种微孔材料混合而成，混合比例为1.5-2.0：1.2-1.5：3.0-3.5，制备方法为：将对应的盐经过粉碎至40-60目大小，在质量浓度为6-10%的盐酸中浸渍15-20小时，取出后在85-90℃下干燥至恒重，在微波炉中以氮气为保护气，在1300-1400℃下烧结10-15分钟，冷却后混合即可。
2.如权利要求1所述一种防火玻璃幕墙，其特征在于，所述硅溶胶的制备方法为：将稻壳灰在550-600℃下炭化，将提取液经过过滤浓缩置于酸碱耐压罐中，添加质量浓度为0.3-0.5%的稀硫酸，添加量以反应进行到溶胶不再生成为准，将得到的胶液熟化10-12小时后进行水洗3-5次即可。
3.如权利要求1所述一种防火玻璃幕墙，其特征在于，所述纳米氧化锌的制备方法为：
（1）将硝酸锌与质量浓度为0.2-0.3摩尔/升的氢氧化钠溶液混合，利用氢氧化钠溶液的添加量将PH值调整为8.0-8.2，在磁力搅拌器下搅拌15-20分钟，再加入去离子水超声分散20-30分钟，得到固液混合体；
（2）将超声分散后的固液混合体持续搅拌15-20分钟，然后转移至水热反应釜中，180-200℃反应18-20小时，取出反应釜置于通风橱内自然冷却至室温，移出产物，将产物用乙醇和去离子水分别洗涤3-5次，得到产物，再将产物置于60-70℃烘箱中干燥6-8小时，然后放入马弗炉中煅烧2-3小时，即得纳米氧化锌。
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