新型復合防火玻璃
——開啟建筑安全新通道

央視新址北樓大火、上海靜安區教師公寓特大火災、英國倫敦“格倫費爾塔”大火……建筑物尤其是高層建筑發生火災時，爭取逃生時間和空間至關重要，這也是防火玻璃出現的意義。

防火玻璃是經過特殊工藝加工和處理，在耐火測試中能保持完整且隔熱的特種玻璃，被廣泛應用于大型公共建筑隔斷、室外幕墻、高層建筑門窗等基礎設施，最大限度地滿足了建筑防火和建筑美學的和諧統一。防火玻璃按結構分為單片防火玻璃、復合防火玻璃，其中復合防火玻璃是國際上較常見且性能穩定的產品，可根據設計需要滿足1～3 h內玻璃的防火完整性和隔熱性能。以高性能復合防火玻璃為例，其由兩層或多層玻璃原片與一層或多層防火介質材料夾層復合制備，當火災發生時，向火面玻璃遇高溫后很快炸裂，防火介質層則遇火發泡膨脹形成隔熱層和保護層，進而延緩后續玻璃破裂，同時有效阻斷火焰，隔絕高溫及有害氣體。我國復合防火玻璃按照防火介質材料分為有機和無機兩種，生產工藝為復合夾層式和灌注式，其中有機復合防火玻璃耐候性差，夾層式無機復合防火玻璃則微氣泡難以消除，產品外觀質量與國外品牌相比較差，長期在低端市場徘徊。無機原位灌注反應生產工藝作為國際上先進的復合防火玻璃制備技術一直被國外壟斷，并以無機防火漿液的形式限量供應國內市場。

為打破這一僵局，中國建筑材料科學研究總院圍繞防火玻璃核心介質材料、制造工藝、結構與性能設計等多個方面開展系統研究。在“十三五”國家重點研發計劃專項支持下，成功研制出通透性好、無微泡、固含量高、界面結合力強的新型復合防火玻璃，徹底解決了耐候性能差、存在微氣泡、不能物理鋼化、不能具備曲面異形結構等局限。項目突破了納米SiO2微粒分散液制備高模數無機中間層關鍵技術(如圖1所示)，確定以硅酸鉀材料為膠層的主要成分和輔助添加劑，形成原位灌注反應法制備高性能復合防火玻璃的成套技術工藝。最新研發的復合防火玻璃可在-20 ℃的條件下連續放置100 h以上不出現冰花現象，這意味著可滿足國內絕大多數地區冬季防火安全的要求，且耐紫外性能測試突破2 000 h，遠超國標100 h。此外，隨著防火介質膠層材料的性能升級，同等厚度的防火中間層具有更加優異的耐火穩定性和隔熱性，使得同級別復合防火玻璃與國外同類產品相比厚度減少1/3，質量減輕25%，生產成本降低30%以上，但是耐火性能和等級卻依然保持穩定，真正滿足了終端建筑用戶的需求。

圖1 納米SiO2微粒結構設計和核殼化技術

圖2 復合防火玻璃

新型復合防火玻璃已經申請十余項專利(包括PCT國際專利2項)。在國內外玻璃工業技術展覽會和應用展會上，大尺寸、曲面結構超薄型復合防火玻璃受到廣泛關注，新型復合防火玻璃不僅讓中國在復合防火玻璃領域實現了“逆襲”，更助力了中國建筑安全新通道的開啟。