硅溶膠憑借其耐高溫性、成膜性、粘結性及良好的透光性,在防火玻璃(尤其是復合防火玻璃、灌注型防火玻璃)的生產中扮演重要角色,主要用于提升玻璃的防火隔熱性能、結構穩定性及安全性。以下從作用機理、應用方式、核心優勢及注意事項展開說明:
防火玻璃的核心需求是在火災中阻擋火焰蔓延、延緩熱量傳遞,并保持玻璃結構完整性(避免炸裂脫落)。硅溶膠的作用機理與其物理化學特性直接相關:
硅溶膠的主要成分是納米級 SiO?顆粒,常溫下以膠體形式穩定分散在水中,透明度高,不影響玻璃的透光性。
當遭遇高溫(火災環境,通常≥600℃)時,硅溶膠中的水分快速蒸發,納米 SiO?顆粒會迅速聚集、燒結,形成一層致密的二氧化硅(SiO?)無機凝膠層。
這層 SiO?凝膠層熔點高達 1700℃以上,能有效反射和阻隔火焰熱量,阻止高溫向玻璃另一側傳遞;同時,凝膠層結構穩定,可支撐玻璃碎片,防止其在高溫下崩裂脫落,維持防火屏障的完整性。
硅溶膠在防火玻璃中多以防火夾層的核心組分形式存在,常見應用場景為 “復合防火玻璃” 的生產,具體流程如下:
配方調配:將硅溶膠與其他功能性添加劑(如阻燃劑、增稠劑、改性劑等)混合,調節濃度、粘度及固化速度,確保其既能均勻填充玻璃夾層,又能在常溫下穩定固化,且高溫下表現出優異的防火性能。
夾層灌注:將調配好的硅溶膠混合液灌注到兩片或多片浮法玻璃(或鋼化玻璃)之間的預留夾層中,確保液體均勻充滿間隙(厚度通常為 5-20mm,根據防火等級需求調整)。
固化成型:通過常溫靜置或低溫烘烤(60-120℃),使硅溶膠中的水分緩慢蒸發,納米 SiO?顆粒逐漸聚合形成透明的固態凝膠層,與兩側玻璃緊密粘結,形成整體結構。
性能強化:部分工藝中會在硅溶膠層中加入玻璃纖維網、金屬絲網等增強材料,進一步提升高溫下的抗沖擊性和結構穩定性。
高透明度,不影響采光
硅溶膠固化后形成的凝膠層無色透明,透光率可達 85% 以上(接近普通玻璃),解決了傳統有機防火材料(如防火膠)高溫后發黃、透光性下降的問題,滿足建筑門窗、幕墻等對采光的需求。
耐高溫、隔熱性優異
SiO?凝膠層在 1000℃以上高溫下仍能保持結構穩定,不燃燒、不熔化,且導熱系數低(約 0.1-0.2 W/(m?K)),可有效阻隔熱量傳遞。實驗數據顯示,采用硅溶膠夾層的防火玻璃,在標準耐火試驗中(如 GB 15763.1-2009),通常可達到 1-3 小時的耐火極限(根據厚度和配方調整)。
粘結力強,結構穩定
硅溶膠中的納米 SiO?顆粒能與玻璃表面的羥基(-OH)形成化學鍵合,粘結強度高(通常≥1.5 MPa),常溫下不易脫層;高溫下凝膠層與玻璃的熱膨脹系數接近,可減少因溫差導致的開裂,確保防火玻璃在火災中不脫落。
環保安全,無有害釋放
硅溶膠的主要成分為 SiO?和水,不含甲醛、苯等揮發性有機物(VOC),固化過程無有毒氣體釋放;火災中也不會產生濃煙或腐蝕性氣體,符合綠色建筑和消防安全的要求。