本實用新型涉及透明隔熱防火隔音玻璃領域，尤其涉及一種含氣凝膠的隔熱防火玻璃。
背景技術：
玻璃是一種透明度、強度及硬度都很高，不透氣的物料，玻璃在日常環境中呈化學惰性，亦不會與生物起作用，故此，用途非常廣泛。現有技術中用于建筑物的玻璃，主要是用來封閉、采光、保溫。隨著我國經濟的高速發展，人們對生活質量的要求越來越高，建筑的玻璃門窗面積越來越大，建筑玻璃已從過去單純作為采光和裝飾用材料，逐漸向安全防火、保溫隔熱、隔音降噪、控制光線等方向發展。
氣凝膠是一種由納米級顆粒堆積而成的、具有納米級孔洞的輕質固體材料，因此具有極高的孔隙率、比表面積，優異的化學穩定性和不燃性，表現出優異的輕質、透光、隔熱、保溫、隔音、防火、抗沖擊性能。氣凝膠、透明防火膠與玻璃復合可以實現同時兼有透明、隔熱、防火功能的玻璃門窗。
技術實現要素：
基于此，有必要提供一種含氣凝膠的透明隔熱防火玻璃。
一種含氣凝膠的隔熱防火玻璃，由至少三塊玻璃、一層或多層透明防火膠以及一層或多層氣凝膠構成，所述至少三塊玻璃之間的至少兩個空腔中分別填充所述氣凝膠和所述透明防火膠。
在其中一個實施例中，所述玻璃之間由防火間隔條和防火密封膠連接。
在其中一個實施例中，所述玻璃為鋼化玻璃、浮法玻璃、著色玻璃、鍍膜玻璃、壓花玻璃中的一種或多種；所述玻璃厚度為3~15mm。
在其中一個實施例中，所述透明防火膠主要由透明膠粘劑組成；所述透明防火膠還包括阻燃劑、分散介質、助劑。
在其中一個實施例中，所述透明膠粘劑為水合硅酸鈉、硅酸鉀水合物、醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、有機硅樹脂、環氧樹脂、氟碳樹脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、丙烯酰胺中的一種或多種；所述阻燃劑為成炭劑、發泡劑、催化劑；所述阻燃劑還包括氫氧化鎂、改性氫氧化鎂、氫氧化鋁、改性氫氧化鋁、硼酸、硼砂、乙醇胺、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、磷酸鋁中的一種或多種；所述分散介質為水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇中的一種或多種；所述助劑為交聯固化劑、潤濕劑、分散劑、流平劑、消泡劑、防腐劑、成膜助劑中的一種或多種。
在其中一個實施例中，所述成炭劑為季戊四醇、淀粉、二季戊四醇、丁四醇、山梨醇、環己六醇中的一種或多種；所述發泡劑為三聚氰胺、尿素、聚酰胺、雙氰胺、氯化石蠟、聚脲、密胺、甘氨酸中的一種或多種；所述催化劑為聚磷酸銨、碳酸氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、硫酸銨、甲酸中的一種或多種；所述交聯固化劑為氟硅酸鈉、氟硅酸鉀、氟化鋁、二甲基乙醇胺、二乙烯基三胺、雙氰胺、己二酸二酰肼、過硫酸銨中的一種或多種；所述潤濕劑為十二烷基磺酸鈉、硫酸月桂酯、二烷基磺基琥珀酸鹽、蓖麻油硫酸化物、烷基吡啶鹽氯化物、烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、乙炔乙二醇中的一種或多種；所述分散劑為偏硅酸鈉、二硅酸鈉、烷基聚醚硫酸酯、烷基芳基磺酸鹽、脂肪酸酰胺衍生物硫酸鹽、聚乙二烯醇烷基芳基醚硫酸鈉、山梨糖醇烷基化物、聚氧乙烯烷基苯酚基醚、三甲基硬脂酰胺氯化物、聚羧酸鹽、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物、聚合萘磺酸鹽中的一種或多種；所述流平劑為丙烯酸聚合物流平劑、氟改性丙烯酸酯類流平劑、有機硅類流平劑、氟碳類流平劑中的一種或多種；所述消泡劑為不含有機硅的不飽和烷烴消泡劑、聚硅氧烷消泡劑、改性有機硅消泡劑、二甲基聚硅氧烷與疏水二氧化硅混合物消泡劑、含疏水粒子的有機硅聚合物消泡劑、無硅非離子丙烯酸聚合物消泡劑中的一種或多種；所述防腐劑為1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羥乙基)均三嗪、六氫-1,3,5-三乙基-三嗪中的一種或多種；所述成膜助劑為甲基吡咯烷酮、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯、丁二酸二異丁酯、戊二酸二異丁酯、己二酸二異丁酯、二丙二醇丁醚、丙二醇苯醚中的一種或多種。
在其中一個實施例中，所述氣凝膠包括氣凝膠板材、氣凝膠顆粒或氣凝膠粉體。
在其中一個實施例中，所述氣凝膠顆粒包括具有所述對稱、規則形狀的氣凝膠顆粒。
在其中一個實施例中，所述對稱、規則形狀包括正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體、正二十面體。
一種含氣凝膠的隔熱防火玻璃的制備方法，包括以下步驟：
（a）制備玻璃空腔，利用防火密封膠將防火間隔條粘結在所述玻璃四周，形成一面敞開的空腔；
（b）灌注透明防火膠，向步驟（a）的玻璃空腔中灌注所述透明防火膠；
（c）封面，使用防火密封膠和所述玻璃將步驟（b）的敞開面密封，固化；
（d）制備玻璃空腔，在步驟（c）的夾膠玻璃一側的四周利用防火密封膠粘結防火間隔條，形成一面敞開的空腔；
（e）填充氣凝膠，向步驟（d）的玻璃空腔中填充所述氣凝膠；
（f）封面，使用防火密封膠和所述玻璃將步驟（e）的敞開面密封。
在其中一個實施例中，所述步驟（a）之前還包括玻璃清洗和玻璃表面預處理。
在其中一個實施例中，所述步驟（b）之前還可以對所述透明防火膠進行超聲波處理或加熱處理或紫外線輻射處理。
在其中一個實施例中，所述步驟（b）之后和步驟（c）之前還可以對所述灌注透明防火膠的玻璃進行振動處理或超聲波處理或加熱處理或紫外線輻射處理。
在其中一個實施例中，所述步驟（e）還包括所述振動處理。
在其中一個實施例中，所述步驟（f）之后還包括密封步驟；所述密封步驟為將步驟（f）的玻璃的四周用密封膠密封處理；所述密封膠為雙組分聚硫密封膠或雙組分硅酮密封膠。
在其中一個實施例中，所述防火密封膠為硅酮膠、水合硅酸鈉、硅酸鉀水合物以及含有所述阻燃劑的膠粘劑中的一種；所述防火密封膠厚度為1~5mm；所述防火間隔條為浮法玻璃間隔條、鋼化玻璃間隔條、不銹鋼間隔條、鋁間隔條、斷橋鋁間隔條、陶瓷間隔條中的一種；所述防火間隔條包含具有空腔結構的防火間隔條；所述防火間隔條寬度為5~50mm，厚度為3~15mm。
在其中一個實施例中，所述防火間隔條的空腔中填充干燥劑。
上述含氣凝膠的隔熱防火玻璃為A類隔熱型復合防火玻璃，具有高的可見光透過率、低的導熱系數以及優異的隔音性能，可廣泛應用于低能耗建筑的防火保溫窗、幕墻等圍護結構以及防火門、隔墻、交通運輸等領域。
附圖說明
圖1為由透明防火膠、氣凝膠和3塊玻璃構成的三玻兩腔型隔熱防火玻璃截面圖。其中1為玻璃，2為透明防火膠，3為防火間隔條，4為防火密封膠，5為氣凝膠。
具體實施方式
為使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似改進，因此本實用新型不受下面公開的具體實施的限制。
本實用新型的含氣凝膠的隔熱防火玻璃的一種實施例，由至少三塊玻璃1、一層或多層透明防火膠2以及一層或多層氣凝膠5構成，所述至少三塊玻璃1之間的至少兩個空腔中分別填充所述氣凝膠5和所述透明防火膠2。
如此，本實用新型將防火玻璃（夾膠玻璃）與氣凝膠保溫隔熱玻璃相結合，制得兼有保溫隔熱、防火、透明、隔音性能的A類隔熱防火復合玻璃，應用前景巨大。
本實施例中，所述玻璃之間由防火間隔條和防火密封膠連接。
本實施例中，所述玻璃為鋼化玻璃、浮法玻璃、著色玻璃、鍍膜玻璃、壓花玻璃中的一種或多種；所述玻璃厚度為3~15mm。
本實施例中，所述透明防火膠主要由透明膠粘劑組成；所述透明防火膠還包括阻燃劑、分散介質、助劑。
本實施例中，所述透明膠粘劑為水合硅酸鈉、硅酸鉀水合物、醇酸樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、有機硅樹脂、環氧樹脂、氟碳樹脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、丙烯酰胺中的一種或多種；所述阻燃劑為成炭劑、發泡劑、催化劑；所述阻燃劑還包括氫氧化鎂、改性氫氧化鎂、氫氧化鋁、改性氫氧化鋁、硼酸、硼砂、乙醇胺、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、磷酸鋁中的一種或多種；所述分散介質為水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇中的一種或多種；所述助劑為交聯固化劑、潤濕劑、分散劑、流平劑、消泡劑、防腐劑、成膜助劑中的一種或多種。
本實施例中，所述成炭劑為季戊四醇、淀粉、二季戊四醇、丁四醇、山梨醇、環己六醇中的一種或多種；所述發泡劑為三聚氰胺、尿素、聚酰胺、雙氰胺、氯化石蠟、聚脲、密胺、甘氨酸中的一種或多種；所述催化劑為聚磷酸銨、碳酸氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、硫酸銨、甲酸中的一種或多種；所述阻燃劑還包括氫氧化鎂、改性氫氧化鎂、氫氧化鋁、改性氫氧化鋁、硼酸、硼砂、乙醇胺、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、磷酸鋁中的一種或多種；所述分散介質為水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇中的一種或多種；所述助劑為交聯固化劑、潤濕劑、分散劑、流平劑、消泡劑、防腐劑、成膜助劑中的一種或多種；所述交聯劑為氟硅酸鈉、氟硅酸鉀、氟化鋁、二甲基乙醇胺、二乙烯基三胺、雙氰胺、己二酸二酰肼、過硫酸銨中的一種或多種；所述潤濕劑為十二烷基磺酸鈉、硫酸月桂酯、二烷基磺基琥珀酸鹽、蓖麻油硫酸化物、烷基吡啶鹽氯化物、烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、乙炔乙二醇中的一種或多種；所述分散劑為偏硅酸鈉、二硅酸鈉、烷基聚醚硫酸酯、烷基芳基磺酸鹽、脂肪酸酰胺衍生物硫酸鹽、聚乙二烯醇烷基芳基醚硫酸鈉、山梨糖醇烷基化物、聚氧乙烯烷基苯酚基醚、三甲基硬脂酰胺氯化物、聚羧酸鹽、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物、聚合萘磺酸鹽中的一種或多種；所述流平劑為丙烯酸聚合物流平劑、氟改性丙烯酸酯類流平劑、有機硅類流平劑、氟碳類流平劑中的一種或多種；所述消泡劑為不含有機硅的不飽和烷烴消泡劑、聚硅氧烷消泡劑、改性有機硅消泡劑、二甲基聚硅氧烷與疏水二氧化硅混合物消泡劑、含疏水粒子的有機硅聚合物消泡劑、無硅非離子丙烯酸聚合物消泡劑中的一種或多種；所述防腐劑為1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羥乙基)均三嗪、六氫-1,3,5-三乙基-三嗪中的一種或多種；所述成膜助劑為甲基吡咯烷酮、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯、丁二酸二異丁酯、戊二酸二異丁酯、己二酸二異丁酯、二丙二醇丁醚、丙二醇苯醚中的一種或多種。
如此，本實用新型的透明防火膠可以為膨脹型防火膠，也可以是吸熱型非膨脹型防火膠；本實用新型也可以使用市面上現成的透明防火膠。
本實施例中，所述氣凝膠包括氣凝膠板材、氣凝膠顆粒或氣凝膠粉體。
本實施例中，所述氣凝膠顆粒包括具有對稱、規則形狀的氣凝膠顆粒。
本實施例中，所述對稱、規則形狀包括正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體、正二十面體。
如此，相比不規則外形的氣凝膠顆粒，可見光在具有規則外形的氣凝膠顆粒中具有更高的透過率；使用氣凝膠板材可以使本實用新型的隔熱防火玻璃具有更加優異的隔熱性能和透光性能。
一種含氣凝膠的隔熱防火玻璃的制備方法，包括以下步驟：
（a）制備玻璃空腔，利用防火密封膠4將防火間隔條3粘結在所述玻璃1四周，形成一面敞開的空腔；
（b）灌注透明防火膠，向步驟（a）的玻璃空腔中灌注所述透明防火膠2；
（c）封面，使用防火密封膠4和所述玻璃1將步驟（b）的敞開面密封，固化；
（d）制備玻璃空腔，在步驟（c）的夾膠玻璃一側的四周利用防火密封膠4粘結防火間隔條3，形成一面敞開的空腔；
（e）填充氣凝膠，向步驟（d）的玻璃空腔中填充所述氣凝膠5；
（f）封面，使用防火密封膠4和所述玻璃1將步驟（e）的敞開面密封。
此外，本發明的玻璃空腔的制備還可以是使用防火密封膠和防火間隔條將兩塊玻璃的三個側面密封，形成空腔。
此外，固化可以為在常溫或加熱或紫外線輻射條件下，對封面后的兩塊玻璃1中間的含氣凝膠的透明隔熱防火膠2進行固化處理。
此外，本實用新型的制備方法還可以是先制備夾有疏水氣凝膠的玻璃，再制備夾有透明防火膠的玻璃。
如此，上述工藝簡單，實用，適合工業化生產。
本實施例中，所述步驟（a）之前還包括玻璃清洗和玻璃表面預處理。
此外，玻璃表面預處理可以是利用含有硅烷偶聯劑（如KH550）的溶液處理玻璃內表面。
如此，步驟（a）前對玻璃進行清洗和表面預處理可以提高玻璃的透光度以及玻璃與含氣凝膠的透明隔熱防火膠的界面結合強度。
本實施例中，所述步驟（b）之前還可以對所述透明防火膠進行超聲波處理或加熱處理或紫外線輻射處理。
本實施例中，所述步驟（b）之后和步驟（c）之前還可以對所述灌注透明防火膠的玻璃進行振動處理或超聲波處理或加熱處理或紫外線輻射處理。
如此，可以提高透明防火膠的流動性、潤濕性等，提高含透明防火膠與玻璃的界面結合，減少或消除微泡，提高工藝效率。
本實施例中，所述步驟（e）還包括振動處理。
如此，在玻璃空腔中填充氣凝膠顆粒或粉體時，振動處理有助于氣凝膠顆粒或粉體密實堆積，提高氣凝膠的體積密度，進而具有更加優異的隔熱性能。
本實施例中，所述步驟（f）之后還包括密封步驟；所述密封步驟為將步驟（f）的玻璃的四周用密封膠密封處理；所述密封膠為雙組分聚硫密封膠或雙組分硅酮密封膠。
如此，進一步提高本實用新型的復合夾層玻璃的密封性，增加玻璃使用壽命。
本實施例中，所述防火密封膠為硅酮膠、水合硅酸鈉、硅酸鉀水合物以及含有所述阻燃劑的膠粘劑中的一種；所述防火密封膠厚度為1~5mm；所述防火間隔條為浮法玻璃間隔條、鋼化玻璃間隔條、不銹鋼間隔條、鋁間隔條、斷橋鋁間隔條、陶瓷間隔條中的一種；所述防火間隔條包括具有空腔結構的防火間隔條；所述防火間隔條寬度為5~50mm，厚度為3~15mm。
如此，使用化學鋼化硼硅玻璃間隔條等防火間隔條可以進一步提高復合玻璃的防火性能。
本實施例中，所述防火間隔條的空腔中填充干燥劑。
上述含氣凝膠的隔熱防火玻璃為A類隔熱型復合防火玻璃，具有高的可見光透過率、低的導熱系數以及優異的隔音性能，可廣泛應用于低能耗建筑的防火保溫窗、幕墻等圍護結構以及防火門、隔墻、交通運輸等領域。
下面為具體實施例部分。
實施例1
采用以下步驟制備隔熱防火玻璃：
（1）將水性聚氨酯樹脂、水、消泡劑、磷酸二氫鈉、多聚磷酸鈉、硼砂、分散劑、流平劑按比例混合，機械攪拌20min，轉速為1500轉/min，得到透明防火膠；
（2）使用硅酮膠將硼硅玻璃間隔條粘結在銫鉀玻璃四周，硅酮膠厚度為1mm，硼硅玻璃間隔條寬度為8mm、厚度為5mm，銫鉀玻璃厚度為6mm（下同），形成一面敞開的空腔，待水玻璃固化后，將步驟（6）的透明防火膠灌注于空腔中；
（3）在另一塊銫鉀玻璃四周的對應位置涂抹硅酮膠，放置于步驟（7）的敞面上，然后放置于加熱釜中，60℃條件下處理3h，自然冷卻；
（4）使用硅酮膠將硼硅玻璃間隔條粘結在步驟（3）的夾膠玻璃一側的四周，水玻璃厚度為1mm，硼硅玻璃間隔條寬度為10mm、厚度為5mm，形成一面敞開的空腔，然后向空腔中填充SiO2氣凝膠顆粒，同時對SiO2氣凝膠顆粒進行振動處理，用硅酮膠和銫鉀玻璃進行封面處理，最后將得到的隔熱防火玻璃的四周用雙組分硅酮密封膠進行密封處理，得到隔熱防火玻璃，本實施例的隔熱防火玻璃的截面圖如圖1所示，表1為本實施例的隔熱防火玻璃的性能指標。
表1 實施例1的隔熱防火玻璃的性能指標
其中，B代表玻璃，Q代表含氣凝膠的透明防火膠，D代表氣凝膠。
實施例2
采用以下步驟制備隔熱防火玻璃：
（1）將水合硅酸鈉、水、消泡劑、分散劑、流平劑按比例混合，機械攪拌30min，轉速為2000轉/min，得到透明防火膠；
（2）使用水玻璃將硼硅玻璃間隔條粘結在鋼化玻璃四周，水玻璃厚度為2mm，硼硅玻璃間隔條寬度為8mm、厚度為5mm，鋼化玻璃厚度為6mm（下同），形成一面敞開的空腔，待水玻璃固化后，將步驟（1）的透明防火膠灌注于空腔中；
（3）在另一塊鋼化玻璃四周的對應位置涂抹水玻璃，放置于步驟（2）的敞面上，然后放置于加熱釜中，60℃條件下處理12h，自然冷卻
（4）使用水玻璃將硼硅玻璃間隔條粘結在步驟（8）的夾膠玻璃一側的四周，水玻璃厚度為1mm，硼硅玻璃間隔條寬度為8mm、厚度為5mm，形成一面敞開的空腔，然后填充SiO2氣凝膠板材，SiO2氣凝膠板材厚度為10mm，使用水玻璃和鋼化玻璃進行封面處理，最后將隔熱防火玻璃的四周用雙組分硅酮密封膠進行密封處理，得到隔熱防火玻璃。本實施例的隔熱防火玻璃的截面圖如圖1所示，表2為本實施例的隔熱防火玻璃的性能指標。
表2 實施例2的隔熱防火玻璃的性能指標
其中，B代表玻璃，Q代表含氣凝膠的透明防火膠，D代表氣凝膠。
上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。