特种防火玻璃用硅溶胶的应用介绍

#应用领域 ·2025-08-21 16:43:06

一、硅溶胶的基本性质

• 高分散性：纳米颗粒均匀分散，比表面积大（通常＞100m²/g），能与其他材料充分接触；
• 良好粘结性：颗粒表面富含羟基（-OH），可与玻璃、无机纤维等材料形成牢固的化学键，粘结强度高；
• 耐高温性：二氧化硅熔点高达 1723℃，硅溶胶在高温下不会分解，反而会脱水固化形成致密的 SiO₂玻璃体；
• 无机环保性：成分仅为 SiO₂和水，无有机挥发物（VOC），高温下不产生有毒气体，符合消防安全的环保要求。

二、在特种防火玻璃中的应用场景

1. 夹层型防火玻璃（隔热 / 非隔热型）

• 非隔热型：通过硅溶胶与玻璃的强粘结性，确保火灾时玻璃不破碎脱落，维持完整性（如用于防火隔断、防火窗）；
• 隔热型：硅溶胶中可添加氢氧化铝、膨胀蛭石等阻燃填料，高温下形成膨胀隔热层，同时硅溶胶自身固化为 SiO₂屏障，双重阻断热量传递（如用于靠近火源的墙体、幕墙）。

2. 涂覆型防火玻璃

• 涂层干燥后形成纳米 SiO₂薄膜，增强玻璃表面硬度和耐高温性；
• 火灾时，涂层中的硅溶胶受热固化，形成致密保护层，延缓玻璃炸裂（适用于需轻量化、低成本改造的场景）。

3. 复合防火玻璃（与无机纤维复合）

• 利用其高粘结性将纤维层与玻璃牢固结合，纤维层在高温下起到支撑作用，硅溶胶则填充间隙形成整体防火结构，提升玻璃的抗冲击性和完整性（如用于地铁、隧道等高频振动场景）。

三、作用机理：如何实现防火功能？

1. 高温固化与结构支撑（保障完整性）
   常温下，硅溶胶中的 SiO₂颗粒通过羟基相互作用形成初步粘结；火灾时，温度升高促使水分快速蒸发，SiO₂颗粒进一步聚集、烧结，形成连续的致密 SiO₂玻璃体（类似陶瓷结构）。这种结构强度高、耐高温，能将玻璃碎片牢牢固定，避免因高温软化或冲击导致的脱落，从而阻挡火焰和烟气穿透。
2. 隔热屏障与热反射（提升隔热性）
   固化后的 SiO₂玻璃体导热系数极低（约 0.1-0.2 W/(m・K)），可有效阻断热量传递；若配合膨胀型填料（如蛭石），高温下填料膨胀形成多孔隔热层，与 SiO₂玻璃体协同形成 “双重隔热屏障”，将玻璃另一侧的温度控制在安全范围（通常要求火灾 30 分钟内不超过 180℃）。
3. 抑制玻璃热炸裂
   硅溶胶涂层或胶层与玻璃的热膨胀系数接近，可减少高温下因热应力差异导致的玻璃炸裂；同时，纳米 SiO₂颗粒能填充玻璃表面微裂纹，提升其抗热冲击性能。