复合防火玻璃制备

中国建材联合会科教委 中国硅酸盐学会 顾问 张平安

 

 

随着科学技术进步，国内外建筑正朝智能化、 结构化、功能多样化和形态美学化方向发展。高层 与超高层建筑不断增加以及结构、功能日益复杂， 其建筑安全疏散通道的科学合理设计，以及防范 火灾带来各种危险和保证人身安全，已成为各级 政府、设计与建筑材料提供者共同关注的社会问 题。防火玻璃是建筑防火分隔的重要材料，除满足 建筑观赏时尚要求外，还要满足建筑防火安全要 求。世界各国都制定了建筑防火法规，严格规范了 防火玻璃产品的防火性能以及使用的安全性，采取 多种主动与被动消防安全措施，来避免或减少火灾 对人们生命财产的伤害。防火玻璃通常被分为单片 和复合防火玻璃两大类，其各有所长，需根据使用 场所不同合理选用。欧洲对复合防火玻璃有着严格 的定义，规定在要求的防火时间内背火面的平均升 温温度不高于140℃，任何一点的升温温度不高于 180℃。由于单片防火玻璃不具备隔热功效，使得隔 热防火玻璃的市场需求逐年上升。

 

我国2015年5月1日实施新修订的《建筑设计 防火规范》（GB50016—2014），规定建筑物、交通设 施等防火安全区域，必须安装防火玻璃；同年9月 1日又将防火玻璃列入强制认证产品，表明建筑消 防法规正逐步与发达国家接轨。规范还明确规定高 层住宅、大型公用建筑、医院等使用隔热防火玻璃 的区域范围以及耐火完整时间要求（60分钟、90分 钟，最长3小时）。新标准的出台和实施，让国内外 厂商看到隔热防火玻璃市场需求，在27届国际玻璃 展会亮出最新隔热防火玻璃产品。

 

★日本AGC集团在中国国际玻璃展首次展出 PYROBEL系列防火玻璃。该系列防火玻璃为多层 玻璃和透明膨胀夹层复合而成。当火灾导致玻璃温 度达到120℃左右时，夹层开始膨胀，最终形成一 种硬而不透明的防火层，从而使玻璃达到防火测试 标准所要求的完整性和隔热性。PYROBEL系列产 品的性能参数与内部结构见表1。 PYROBEL系列隔热防火玻璃的技术特点是玻 璃之间的无框对接，呈现无间隔的视觉效果。日本 JTCCM《防耐火性能试验评估业务方法书》规定，防 火玻璃和框架及其各种辅助材料，一套从正面，另 一套从反面，两套进行相同的系统耐火极限测试， 整体通过方算合格。另外，日本标准规定受检试样 应与工程实际使用的最大尺寸一致，使其防火玻璃 测试样品的结果，可覆盖工程实际使用各类尺寸范 围，日本JTCCM被认为是国外最严苛的测试标准。 图1为AGC集团展出的复合防火玻璃。

★北京格林京丰防火玻璃有限公司防火玻璃产 品。该公司是目前国内防火玻璃产品种类最全的企 业，除自主研发外，还引进先进技术及设备并与欧 美多家知名跨国企业（如德国肖特股份公司及美国 韶华公司等）合作，制备的产品质量通过了国内外 相关检验机构的认证。本届展会展出了多种防火玻 璃，其中采用夹层法（drying法）和灌浆法（casting in place法）二种工艺批量生产10多个品种防火玻 璃：如：复合、隔声、夹丝网、防弹、防盗、防爆等 防火玻璃。

★中国建筑材料科学研究总院最新研发的无机 复合防火玻璃技术和产品。

原位反应法是目前国际最先进的无机复合防火 玻璃制备技术。通过向两层或多层玻璃中间灌注无 机透明防火液，利用原位反应制备得到复合防火玻 璃。当发生火灾复合防火玻璃层间的特殊透明化学 物质大量吸收热量发泡膨胀，变成不透明白色，高 效地阻止燃烧产生的热量从迎火面向背火面传导与 辐射。玻璃在耐火极限内保持完整，形成可阻隔火 焰、烟雾和高温毒气扩散与蔓延的有效屏障，满足 耐火完整性和隔热性要求。该项技术一直被国外封 锁，并以限量售卖无机防火液的方式垄断中国高端 市场。为打破国外技术封锁和扭转高端产品依赖进 口的局面，经多年研发，攻克了灌浆法易发生微泡、 流胶、发黄等技术难题，成功研制出高性能复合防 火玻璃，产品通透性好，无微泡，界面结合力强。

经权威机构检测，EI60产品透光率大于80%， 耐火完整性75min，隔热性65min，产品性能及外观 质量优于国内同类型产品，见表3。

表3中的“产品适用温度范围”指标，因普通防 火玻璃在超过60℃环境使用，会出现气泡、发乌等 问题，故一般不提及。为适应寒冷地区建筑外窗及 舰船内特殊高温区域等复杂环境，中国建材总院开 发的新技术和产品，在-30℃ ~100℃范围使用无变化。耐候性是另一突出优势，产品成功通过了1000 小时耐紫外辐照试验，远高于现行国标规定的100 小时要求。优异的性能指标为拓宽复合防火玻璃推 广应用范围创造了条件。

原位反应法核心技术是无机防火液的制备。中 国建材总院研发的无机防火浆液具有固含量高、粘 度低、模数高的特点。防火液原位反应法与常规晾 板法的对比图表明，该技术具有制备时间短、产品 形状适应性强（异性和曲面结构）和耐候性好的优 势。制备出厚度仅1mm的超薄胶层防火玻璃，在国 内外尚无先例，实现了同等级产品的轻量化。借助 灌浆工艺制备无机复合防火玻璃技术与产品，已申 请12项国家发明专利与实用新型专利。目前已与多 家防火玻璃生产企业达成合作意向。希望尽快形成 商品化批量生产，提高市场竞争力，扭转高端产品 依赖进口的局面。

中国建材总院在防火玻璃领域技术创新，制备 出耐候性高、轻便、原料经济、环保和防火安全级 别更高的复合防火玻璃产品，符合国际防火玻璃的 技术发展趋势，今后在防火玻璃多功能化和拓展安 全玻璃的应用领域进一步开展研发工作。

受央视新楼火灾事件影响及全球高层建筑最多 的巨大的市场需求，今后5到10年国内防火玻璃， 特别是复合防火玻璃产品将会呈良好、健康发展的 上升趋势。欧、美和日本、韩国及中东地区，对各类 防火玻璃的需求十分强劲。尤其是干旱、炎热、少 水，易引发火灾的中东地区市场一直走俏，缺口大 多依靠外来品补给。欧洲标准EN1363-I的“耐火耐 燃极限测试总则”的出台，刺激对防火玻璃市场需 求。“一带一路”建设及国内外双重市场需求，为国 内防火玻璃生产企业提供良好的发展空间。

国外发达国家将防火玻璃和框架及其各种辅助 材料作为整体，考核系统的防火效果。当火灾发生 时若框架软化、变形，再好的防火玻璃都无法发挥 作用，故配套的框架及安装配件非常重要，应尽早 将其列入国家的建筑防火规范和相关检测标准，以 缩小与国外防火的差距，真正达到避免或减少火灾 对人们生命财产的伤害的目的。