CN111977992A - 一种防火玻璃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防火玻璃的制备方法，包括以下步骤：先制备出薄片玻璃后，取两片薄片玻璃在中间夹持透明有机胶片粘结固定后形成玻璃片；使用玻璃胶在玻璃片的四周进行封边组成密封的中空玻璃，并在侧边上预留抽气口；在抽气口中对中空玻璃进行抽真空后，将抽气口密封得到防火玻璃半成品；将防火玻璃半成品传动至涂布装置中，涂布装置中设置多组上下相对转动的涂布辊，在防火玻璃半成品经过的时候将盐溶液涂布在防火玻璃外侧；将涂布好的防火玻璃置于钢化炉中加热后保温一段时间，取出自然冷却至室温得到成品。本发明提供一种防火性能优异的防火中空玻璃。

Description

一种防火玻璃的制备方法
技术领域
本发明涉及防火玻璃生产技术领域，特别涉及一种防火玻璃的制备方法。
背景技术
防火玻璃于20世纪70年代初首先出现于欧洲，属于建筑安全玻璃之一。随着本世纪的经济腾飞，人类科技文明和物质文化生活水平得到了高速发展，世界各国对建筑住宅及公用建筑物的要求越来越高。欧洲的英、法、德等国相继制订了《建筑设计防火规范》、《建筑物件防火性能测试方法和标准》及《高层民用建筑设计防火规范》等法规，这些法规的出台极大地提高了防火玻璃的安全性能，并促进了防火玻璃研发的步伐，目前建筑安全玻璃和防火隔热玻璃的市场需求在世界工业发达国家逐年呈上升态势。
现有的防火玻璃大多是由单片防火玻璃组合而成，可作为室内隔断，也可以加工成中空玻璃，作为幕墙、门窗使用，其不同的使用位置，所起到的防火作用不同，目的是增加玻璃的防火隔断作用，争取赢得足够的突发事件逃生时间。但是在实际使用过程中发现防火中空玻璃的制备麻烦，且现有的防火玻璃防火性能仍有欠缺，现在也有在中空玻璃中注入助燃树脂增加防火性能的，这样的玻璃虽然防火性能好，但是透明度欠缺。所以，需要寻找一种能够解决上述问题的防火玻璃。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种防火性能优异的中空型的防火玻璃的制备方法，制备的防火玻璃透明度好且制备方法简单实用。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种防火玻璃的制备方法，包括以下步骤：
(1)玻璃片制备：先制备出薄片玻璃后，取两片薄片玻璃在中间夹持透明有机胶片粘结固定后形成玻璃片；
(2)中空玻璃成型：取步骤(1)中制备的两片玻璃片，使用玻璃胶在玻璃片的四周进行封边组成密封的中空玻璃，并在侧边上预留抽气口；
(3)抽真空：在抽气口中对中空玻璃进行抽真空后，将抽气口密封得到防火玻璃半成品；
(4)涂布盐溶液：将防火玻璃半成品传动至涂布装置中，涂布装置中设置多组上下相对转动的涂布辊，在防火玻璃半成品经过的时候将盐溶液涂布在防火玻璃外侧；
(5)加热成型：将步骤(4)中涂布好的防火玻璃置于钢化炉中加热后保温一段时间，取出自然冷却至室温得到成品。
进一步地，在步骤(1)中，所述薄片玻璃的厚度为2-4mm，所述有机胶片为表面光滑的透明胶片，将其夹持在薄片玻璃中使里面的气泡排出，在四周使用无机胶黏剂粘结加固两块薄片玻璃。
进一步地，所述无机胶黏剂由以下重量份数的组分制成：N-羟甲基丙烯酰胺48-53份、氧化铝23-40份、氯化钠42-50份、明矾12-20份、无水乙醇2-8份、过硫酸铵1-3份，所述无机胶黏剂为硅酸盐胶黏剂。
进一步地，在步骤(2)中，所述封边是使用聚酯封边条将两个玻璃片的四条边密封粘结固定，所述抽气口为单向阀，该抽气口镶嵌在封边条上。
进一步地，在步骤(3)中，所述将抽气口密封是通过中性硅酮胶进行封口。
进一步地，在步骤(4)中，所述涂布装置包括传动辊、涂布辊、布液筒、罩壳和回收装置，所述罩壳为两边开口的罩壳，所述传动辊设置在罩壳的入口和出口端传递防火玻璃半成品进入罩壳内，所述涂布辊呈上下并排设置在罩壳内，所述布液筒设置在涂布辊的中心，该布液筒内装有盐溶液，布液筒的内侧壁上设有渗液膜，使盐溶液能够缓慢渗透至外部的涂布辊上，所述回收装置为方槽设置在涂布辊的下方。
进一步地，所述涂布辊的表面为吸水材料制成，所述渗液膜为塑料渗液膜。
进一步地，所述盐溶液为氯化铯、氯化钾、酒精、去离子水和分散剂的混合物，该盐溶液的配制工艺为：按照配比称量各组分，将氯化铯和氯化钾置于分散液中以100～130r/min的速度进行搅拌3～5min后，保持搅拌继续依次加入酒精和煤油。
进一步地，在步骤(5)中，所述钢化炉中加热包括包括预热段和加热段，所述预热段的温度为580～630℃，预热时间为2～3min,所述加热段的温度为690～710℃，加热时间为5～12min。
进一步地，所述冷却通过冷却风栅实现，冷却时间为30～60s，所述冷却风栅的功率为295KW，风压为80～120PA。
本发明制备的防火玻璃能实现防火性能的原理如下：将盐溶液涂抹在玻璃表面，钾和铯有极强的电离能力，能够与玻璃中的钠发生离子交换在玻璃的表面形成一层膨胀层，膨胀层的膨胀系数比中间层低的表面低，冷却时膨胀系数较高的中间层对膨胀系数较低的表面层产生拉伸作用，使得两者收缩不一致，表面层被置于压应力之下，中间层则产生了补偿作用的张应力，通过相互作用提高了玻璃的抗热应力性能，在此过程中存在着化学离子交换，即用大离子置换小离子，在离子交换过程中增强了玻璃的强度，还可引入物理钢化手段进一步增强玻璃强度，增加玻璃钢化时的冷却风压，可确保玻璃强度的增强，保证玻璃颗粒度。
综上所述，由于采用了上述技术方案，跟传统的方法相比，本发明具有以下优势：
(1)本发明在玻璃中夹持设置有机胶片增加玻璃的阻燃性，由于有机胶片的厚度低，不会影响玻璃的透明度，再将玻璃设置成中空玻璃，形成真空层后隔热效果好，同时在中空玻璃的表面涂布盐溶液经进行加热使其形成防火层；
(2)本发明中通过涂布辊在玻璃表面涂上盐溶液可以使玻璃表面盐液涂布更均匀，且可避免溶液的浪费或洒落，在玻璃表面进行盐溶液的辊涂后将其自然晾干2小时为最佳时间，这段时间内盐溶液在玻璃表面充分进行离子交换反应，溶液中钾离子和铯离子与玻璃中的钠离子进行离子交换，在进行钢化处理时适当加大风压，颗粒度可以维持在60-80左右，并确保玻璃的强度。在盐溶液中使用酒精和煤油作为溶剂使得溶液的扩散速度快，加速玻璃表面离子置换速率。
(2)本发明中的技术设备简单，设置的涂布装置能够在中空玻璃前进过程中直接将中空玻璃的上下两面均进行涂布了，操作简单，底部设置回收槽便于回收滴落的盐溶液，减少浪费。
附图说明
图1是本发明的涂布装置的结构示意图；
附图中，传动辊1、涂布辊2、布液筒3、罩壳4、回收装置5。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例1
(1)玻璃片制备：先制备出薄片玻璃后，取两片薄片玻璃在中间夹持透明有机胶片粘结固定后形成玻璃片；薄片玻璃的厚度为2mm，所述有机胶片为表面光滑的透明胶片，将其夹持在薄片玻璃中使里面的气泡排出，在四周使用无机胶黏剂粘结加固两块薄片玻璃；无机胶黏剂由以下重量份数的组分制成：N-羟甲基丙烯酰胺48份、氧化铝23份、氯化钠42份、明矾12份、无水乙醇2份、过硫酸铵1份，所述无机胶黏剂为硅酸盐胶黏剂。
(2)中空玻璃成型：取步骤(1)中制备的两片玻璃片，使用玻璃胶在玻璃片的四周进行封边组成密封的中空玻璃，并在侧边上预留抽气口，封边是使用聚酯封边条将两个玻璃片的四条边密封粘结固定，所述抽气口为单向阀，该抽气口镶嵌在封边条上；
(3)抽真空：在抽气口中对中空玻璃进行抽真空后，将抽气口密封得到防火玻璃半成品，将抽气口密封是通过中性硅酮胶进行封口；
(4)涂布盐溶液：将防火玻璃半成品传动至涂布装置中，涂布装置中设置多组上下相对转动的涂布辊，在防火玻璃半成品经过的时候将盐溶液涂布在防火玻璃外侧；盐溶液为氯化铯3％、氯化钾37％、酒精41％、去离子水35％和分散剂5％的混合物，分散剂为纳米二氧化硅，该盐溶液的配制工艺为：将纳米二氧化硅混入去离子水中形成分散液，按照配比称量各组分，将氯化铯和氯化钾置于分散液中以100r/min的速度进行搅拌3min后，保持搅拌继续依次加入酒精和煤油；
(5)加热成型：将步骤(4)中涂布好的防火玻璃置于钢化炉中加热后保温一段时间，取出自然冷却至室温得到成品。钢化炉中加热包括包括预热段和加热段，所述预热段的温度为580℃，预热时间为3min,所述加热段的温度为690℃，加热时间为12min；冷却通过冷却风栅实现，冷却时间为30s，所述冷却风栅的功率为295KW，风压为80PA。
实施例2
(1)玻璃片制备：先制备出薄片玻璃后，取两片薄片玻璃在中间夹持透明有机胶片粘结固定后形成玻璃片；薄片玻璃的厚度为4mm，所述有机胶片为表面光滑的透明胶片，将其夹持在薄片玻璃中使里面的气泡排出，在四周使用无机胶黏剂粘结加固两块薄片玻璃；无机胶黏剂由以下重量份数的组分制成：N-羟甲基丙烯酰胺53份、氧化铝40份、氯化钠50份、明矾20份、无水乙醇8份、过硫酸铵3份，所述无机胶黏剂为硅酸盐胶黏剂。
(2)中空玻璃成型：取步骤(1)中制备的两片玻璃片，使用玻璃胶在玻璃片的四周进行封边组成密封的中空玻璃，并在侧边上预留抽气口，封边是使用聚酯封边条将两个玻璃片的四条边密封粘结固定，所述抽气口为单向阀，该抽气口镶嵌在封边条上；
(3)抽真空：在抽气口中对中空玻璃进行抽真空后，将抽气口密封得到防火玻璃半成品，将抽气口密封是通过中性硅酮胶进行封口；
(4)涂布盐溶液：将防火玻璃半成品传动至涂布装置中，涂布装置中设置多组上下相对转动的涂布辊，在防火玻璃半成品经过的时候将盐溶液涂布在防火玻璃外侧；盐溶液为氯化铯4％、氯化钾39％、酒精42％、去离子水36％和分散剂4％的混合物，分散剂为纳米二氧化硅，该盐溶液的配制工艺为：将纳米二氧化硅混入去离子水中形成分散液，按照配比称量各组分，将氯化铯和氯化钾置于分散液中以130r/min的速度进行搅拌5min后，保持搅拌继续依次加入酒精和煤油；
(5)加热成型：将步骤(4)中涂布好的防火玻璃置于钢化炉中加热后保温一段时间，取出自然冷却至室温得到成品。钢化炉中加热包括包括预热段和加热段，所述预热段的温度为630℃，预热时间为2min,所述加热段的温度为710℃，加热时间为5min；冷却通过冷却风栅实现，冷却时间为60s，所述冷却风栅的功率为295KW，风压为120PA。
实施例3
(1)玻璃片制备：先制备出薄片玻璃后，取两片薄片玻璃在中间夹持透明有机胶片粘结固定后形成玻璃片；薄片玻璃的厚度为3mm，所述有机胶片为表面光滑的透明胶片，将其夹持在薄片玻璃中使里面的气泡排出，在四周使用无机胶黏剂粘结加固两块薄片玻璃；无机胶黏剂由以下重量份数的组分制成：N-羟甲基丙烯酰胺50份、氧化铝30份、氯化钠45份、明矾16份、无水乙醇6份、过硫酸铵2份，所述无机胶黏剂为硅酸盐胶黏剂。
(2)中空玻璃成型：取步骤(1)中制备的两片玻璃片，使用玻璃胶在玻璃片的四周进行封边组成密封的中空玻璃，并在侧边上预留抽气口，封边是使用聚酯封边条将两个玻璃片的四条边密封粘结固定，所述抽气口为单向阀，该抽气口镶嵌在封边条上；
(3)抽真空：在抽气口中对中空玻璃进行抽真空后，将抽气口密封得到防火玻璃半成品，将抽气口密封是通过中性硅酮胶进行封口；
(4)涂布盐溶液：将防火玻璃半成品传动至涂布装置中，涂布装置中设置多组上下相对转动的涂布辊，在防火玻璃半成品经过的时候将盐溶液涂布在防火玻璃外侧；盐溶液为氯化铯7％、氯化钾32％、酒精40％、去离子水30％和分散剂3％的混合物，分散剂为纳米二氧化硅，该盐溶液的配制工艺为：将纳米二氧化硅混入去离子水中形成分散液，按照配比称量各组分，将氯化铯和氯化钾置于分散液中以120r/min的速度进行搅拌4min后，保持搅拌继续依次加入酒精和煤油；
(5)加热成型：将步骤(4)中涂布好的防火玻璃置于钢化炉中加热后保温一段时间，取出自然冷却至室温得到成品。钢化炉中加热包括包括预热段和加热段，所述预热段的温度为600℃，预热时间为3min,所述加热段的温度为700℃，加热时间为8min；冷却通过冷却风栅实现，冷却时间为45s，所述冷却风栅的功率为295KW，风压为100PA。
实施例4
如图1所示，涂布装置包括传动辊1、涂布辊2、布液筒3、罩壳4和回收装置5，所述罩壳4为两边开口的罩壳4，所述传动辊设置在罩壳4的入口和出口端传递防火玻璃半成品进入罩壳4内，所述涂布辊2呈上下并排设置在罩壳4内，所述布液筒设置在涂布辊的中心，该布液筒3内装有盐溶液，布液筒3的侧壁为镂空状，布液筒3的内侧壁上设有渗液膜，使盐溶液能够缓慢渗透至外部的涂布辊上，所述回收装置5为方槽设置在涂布辊2的下方，避免盐溶液滴落浪费。
涂布辊的表面为吸水材料制成，该吸水材料可以是绒布层，所述渗液膜为塑料渗液膜，该渗液膜内有渗漏孔，使盐溶液渗出进行涂布，除此方案外，还可以不设置渗液膜，在布液筒上连通盐溶液的入口，控制盐溶液的流量。
对实施例1-3中制备的防火玻璃进行耐火性能和可见光透射比进行检测，其检测数据如下：
Figure BDA0002651942860000071
由以上数据可知，本方法生产的防火玻璃均能通过检验，耐火试验进行到90min时未丧失完整性，距样品背火面1m处的热通量为未超过5kw/m2,试样耐火完整性大于1.6h，可见光透射比均大于96％。由此可知，本发明公开的防火玻璃生产方法实用有效，生产出来的玻璃不但防火性能优异，其透明度也很好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防火玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)玻璃片制备：先制备出薄片玻璃后，取两片薄片玻璃在中间夹持透明有机胶片粘结固定后形成玻璃片；
(2)中空玻璃成型：取步骤(1)中制备的两片玻璃片，使用玻璃胶在玻璃片的四周进行封边组成密封的中空玻璃，并在侧边上预留抽气口；
(3)抽真空：在抽气口中对中空玻璃进行抽真空后，将抽气口密封得到防火玻璃半成品；
(4)涂布盐溶液：将防火玻璃半成品传动至涂布装置中，涂布装置中设置多组上下相对转动的涂布辊，在防火玻璃半成品经过的时候将盐溶液涂布在防火玻璃外侧；
(5)加热成型：将步骤(4)中涂布好的防火玻璃置于钢化炉中加热后保温一段时间，取出自然冷却至室温得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种防火玻璃的制备方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述薄片玻璃的厚度为2-4mm，所述有机胶片为表面光滑的透明胶片，将其夹持在薄片玻璃中使里面的气泡排出，在四周使用无机胶黏剂粘结加固两块薄片玻璃。
3.根据权利要求2所述的一种防火玻璃的制备方法，其特征在于，所述无机胶黏剂由以下重量份数的组分制成：N-羟甲基丙烯酰胺48-53份、氧化铝23-40份、氯化钠42-50份、明矾12-20份、无水乙醇2-8份、过硫酸铵1-3份，所述无机胶黏剂为硅酸盐胶黏剂。
4.根据权利要求1所述的一种防火玻璃的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述封边是使用聚酯封边条将两个玻璃片的四条边密封粘结固定，所述抽气口为单向阀，该抽气口镶嵌在封边条上。
5.根据权利要求1所述的一种防火玻璃的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述将抽气口密封是通过中性硅酮胶进行封口。
6.根据权利要求1所述的一种防火玻璃的制备方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述涂布装置包括传动辊、涂布辊、布液筒、罩壳和回收装置，所述罩壳为两边开口的罩壳，所述传动辊设置在罩壳的入口和出口端传递防火玻璃半成品进入罩壳内，所述涂布辊呈上下并排设置在罩壳内，所述布液筒设置在涂布辊的中心，该布液筒内装有盐溶液，布液筒的内侧壁上设有渗液膜，使盐溶液能够缓慢渗透至外部的涂布辊上，所述回收装置为方槽设置在涂布辊的下方。
7.根据权利要求6所述的一种防火玻璃的制备方法，其特征在于，所述涂布辊的表面为吸水材料制成，所述渗液膜为塑料渗液膜。
8.根据权利要求7所述的一种防火玻璃的制备方法，其特征在于，所述盐溶液为氯化铯、氯化钾、酒精、去离子水和分散剂的混合物，该盐溶液的配制工艺为：按照配比称量各组分，将氯化铯和氯化钾置于分散液中以100～130r/min的速度进行搅拌3～5min后，保持搅拌继续依次加入酒精和煤油。
9.根据权利要求1所述的一种防火玻璃的制备方法，其特征在于：在步骤(5)中，所述钢化炉中加热包括包括预热段和加热段，所述预热段的温度为580～630℃，预热时间为2～3min,所述加热段的温度为690～710℃，加热时间为5～12min。
10.根据权利要求9所述的一种防火玻璃的制备方法，其特征在于：所述冷却通过冷却风栅实现，冷却时间为30～60s，所述冷却风栅的功率为295KW，风压为80～120PA。
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