本發(fā)明涉及透明隔熱防火隔音玻璃領(lǐng)域，尤其涉及一種含氣凝膠的透明隔熱防火膠及其制備方法和隔熱防火玻璃。

背景技術(shù)：

玻璃是一種透明度、強(qiáng)度及硬度都很高，不透氣的物料，玻璃在日常環(huán)境中呈化學(xué)惰性，亦不會(huì)與生物起作用，故此，用途非常廣泛。現(xiàn)有技術(shù)中用于建筑物的玻璃，主要是用來封閉、采光、保溫。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)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(fā)展。

氣凝膠是一種由納米級(jí)顆粒堆積而成的、具有納米級(jí)孔洞的輕質(zhì)固體材料，因此具有極高的孔隙率、比表面積，優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和不燃性，表現(xiàn)出優(yōu)異的輕質(zhì)、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(fù)合可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)兼有透明、隔熱、防火功能的玻璃門窗。

但是，由于氣凝膠具有極低的固含量和密度，導(dǎo)致其骨架纖細(xì)，強(qiáng)度較低。而且，由于氣凝膠表面存在很多納米孔，透明防火膠體系中的低分子量液態(tài)物質(zhì)容易進(jìn)入微孔，產(chǎn)生巨大的毛細(xì)管力，從而導(dǎo)致氣凝膠骨架坍塌，失去納米多孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)而失去氣凝膠優(yōu)異的隔熱保溫性能，制約其工程應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種含氣凝膠的透明隔熱防火膠及其制備方法和隔熱防火玻璃。

一種含氣凝膠的透明隔熱防火膠，主要由水性透明膠粘劑、氣凝膠組成，所述氣凝膠由內(nèi)部疏水層和表面親水層構(gòu)成。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述含氣凝膠的透明隔熱防火膠還可以包括阻燃劑、分散介質(zhì)、助劑。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述水性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(jī)硅樹脂、環(huán)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。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述氣凝膠可以是氣凝膠板材、氣凝膠顆?；驓饽z粉體；所述氣凝膠顆粒和所述氣凝膠粉體可以具有對(duì)稱、規(guī)則形狀；所述對(duì)稱、規(guī)則形狀可以為正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體、正二十面體中的一種或多種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述阻燃劑為成炭劑、發(fā)泡劑、催化劑；所述成炭劑為季戊四醇、淀粉、二季戊四醇、丁四醇、山梨醇、環(huán)己六醇中的一種或多種；所述發(fā)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。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述分散介質(zhì)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(lián)固化劑、潤(rùn)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(lián)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(rùn)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(jī)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(jī)硅的不飽和烷烴消泡劑、聚硅氧烷消泡劑、改性有機(jī)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(jī)硅聚合物消泡劑、無(wú)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。

一種含氣凝膠的透明隔熱防火膠的制備方法，包括以下步驟：

（1）氣凝膠改性；

（2）將步驟（1）的氣凝膠與所述水性透明膠粘劑復(fù)合。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（1）包括疏水改性步驟；所述疏水改性步驟為在密閉的疏水改性劑氣相環(huán)境中對(duì)氣凝膠進(jìn)行疏水改性；所述疏水改性劑為三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（1）還包括表面親水改性步驟；所述表面親水改性為采用表面親水改性溶液對(duì)氣凝膠表面進(jìn)行改性；所述表面親水改性溶液是表面活性劑和低表面張力溶劑的水溶液或低表面張力溶劑的水溶液；所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子型表面活性劑中的一種或多種；所述陰離子型表面活性劑為脂肪醇磷酸酯鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽、烷基硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、甘油脂肪酸酯硫酸鹽、硫酸化蓖麻酸鹽、環(huán)烷硫酸鹽、脂肪酰胺烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸鹽、脂肪酸甲酯磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽中的一種或多種；所述陽(yáng)離子型表面活性劑為脂肪族銨鹽；所述兩性表面活性劑為烷基氨基酸、羧酸基甜菜堿、磺基甜菜堿、磷酸酯甜菜堿、烷基羥基氧化胺中的一種或多種；所述非離子型表面活性劑為脂肪族聚酯、烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的環(huán)氧乙烯加成物、失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基酯酰胺中的一種或多種；所述低表面張力溶劑為丙酮、正己烷、正戊烷、正庚烷、乙醇、異丙醇、叔丁醇、丙二醇、甘油中的一種或多種；所述表面親水改性步驟中，還包括外加物理場(chǎng)作用步驟；所述外加物理場(chǎng)作用步驟為遠(yuǎn)紅外輻射、攪拌、超聲波處理、球磨中的一種或多種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（1）還包括干燥處理步驟；所述干燥處理步驟為遠(yuǎn)紅外干燥、噴霧干燥、微波干燥、常壓干燥、超臨界干燥、亞臨界干燥、冷凍干燥中的一種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（1）之后和步驟（2）之前還可以對(duì)步驟（1）的氣凝膠進(jìn)行表面包覆處理；所述表面包覆處理是通過浸漬提拉法或低溫等離子體聚合法，將一層或多層所述水性透明膠粘劑包覆于步驟（1）的氣凝膠表面；所述表面包覆處理后還包括固化處理；所述固化處理為遠(yuǎn)紅外輻射、微波加熱、噴霧干燥、紫外線輻射中的一種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（2）中還可以加入所述阻燃劑、所述分散介質(zhì)、所述助劑中的一種或多種；所述步驟（2）可以是將所述氣凝膠顆?；蛩鰵饽z粉體與所述水性透明膠粘劑以及所述阻燃劑、所述分散介質(zhì)、所述助劑混合；所述步驟（2）還可以是將水性透明膠粘劑與所述阻燃劑、所述分散介質(zhì)、所述助劑混合，然后包覆于所述氣凝膠板材表面。

一種隔熱防火玻璃，由三塊或多塊玻璃、一層或多層權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)所述的含氣凝膠的透明隔熱防火膠以及一層或多層中空層構(gòu)成，所述兩塊玻璃或多塊玻璃之間為所述含氣凝膠的透明隔熱防火膠，所述兩塊玻璃或多塊玻璃之間為中空層。

在其中一個(gè)實(shí)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；所述中空層的填充氣體為氬氣、氪氣、空氣、氮?dú)?、六氟化硫中的一種。

一種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(jié)在所述玻璃四周，形成一面預(yù)留澆注口的空腔；

（b）灌注含氣凝膠的透明隔熱防火膠，向步驟（a）的玻璃空腔中灌注所述含氣凝膠的透明隔熱防火膠；

（c）封面，使用防火密封膠和所述玻璃將步驟（b）的預(yù)留澆注口密封，固化；

（d）制備中空玻璃層，在步驟（c）的夾膠玻璃一側(cè)的四周利用防火密封膠粘結(jié)防火間隔條，放置所述玻璃，獲得空腔，然后向空腔中充入所述填充氣體。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（a）之前還包括玻璃清洗和玻璃表面預(yù)處理。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（b）之前還可以對(duì)所述含氣凝膠的透明隔熱防火膠進(jìn)行超聲波處理或加熱處理或紫外線輻射處理。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（b）之后和步驟（c）之前還可以對(duì)所述灌注含氣凝膠的透明隔熱防火膠的玻璃進(jìn)行振動(dòng)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(gè)實(shí)施例中，所述步驟（d）之后還包括密封步驟；所述密封步驟為將步驟（d）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(gè)實(shí)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；所述防火間隔條可以具有空腔結(jié)構(gòu)；所述防火間隔條的空腔中可以填充干燥劑；所述防火間隔條寬度為5~50mm，厚度為3~15mm。

上述含氣凝膠的透明隔熱防火膠中，氣凝膠仍保持納米多孔結(jié)構(gòu)，水性透明膠粘劑很容易在氣凝膠表面平鋪；上述隔熱防火玻璃為a類隔熱型復(fù)合防火玻璃，具有高的可見光透過率、低的導(dǎo)熱系數(shù)以及優(yōu)異的隔音性能，可廣泛應(yīng)用于低能耗建筑的防火保溫窗、幕墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及防火門、隔墻、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。

附圖說明

圖1為由含氣凝膠顆?；蚍垠w的透明防火膠、中空層和3塊玻璃構(gòu)成的三玻兩腔型隔熱防火玻璃截面圖。其中1為玻璃，2為含氣凝膠顆?；蚍垠w的透明防火膠，3為防火間隔條，4為防火密封膠，5為中空層。

圖2為由氣凝膠板材、透明防火膠以及中空層和3塊玻璃構(gòu)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為氣凝膠板材，4為防火間隔條，5為防火密封膠，6為中空層。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。

本發(fā)明的含氣凝膠的透明隔熱防火膠的一種實(shí)施例，由水性透明膠粘劑、氣凝膠組成，所述氣凝膠由內(nèi)部疏水層和表面親水層構(gòu)成。

如此，本發(fā)明的含氣凝膠的透明隔熱防火膠組分簡(jiǎn)單，無(wú)需針對(duì)氣凝膠添加過多化學(xué)添加劑，水性透明膠粘劑可以在氣凝膠表面平鋪，并且不破壞氣凝膠內(nèi)部納米多孔結(jié)構(gòu)，有利于保留氣凝膠的透光性和保溫隔熱性能。

本實(shí)施例中，所述含氣凝膠的透明隔熱防火膠還可以包括阻燃劑、分散介質(zhì)、助劑。

如此，可以改善含氣凝膠的透明隔熱防火膠的防火性、流變性、穩(wěn)定性、相容性等指標(biāo)。

本實(shí)施例中，所述水性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(jī)硅樹脂、環(huán)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。

本實(shí)施例中，所述氣凝膠可以是氣凝膠板材、氣凝膠顆?；驓饽z粉體；所述氣凝膠顆粒和所述氣凝膠粉體可以具有對(duì)稱、規(guī)則形狀；所述對(duì)稱、規(guī)則形狀可以為正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體、正二十面體中的一種或多種。

如此，當(dāng)使用氣凝膠板材時(shí)，如圖2所示，氣凝膠板材2與玻璃1之間以及氣凝膠板材2與防火間隔條之間由水性防火膠3粘結(jié)，該結(jié)構(gòu)可以充分利用氣凝膠的保溫隔熱、減震吸能、隔音等性能；使用具有對(duì)稱、規(guī)則形狀的氣凝膠粉體或氣凝膠顆粒，可以減少可見光在氣凝膠表面的漫反射，提高可見光在氣凝膠內(nèi)部的透過率。

本實(shí)施例中，所述阻燃劑為成炭劑、發(fā)泡劑、催化劑；所述成炭劑為季戊四醇、淀粉、二季戊四醇、丁四醇、山梨醇、環(huán)己六醇中的一種或多種；所述發(fā)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。

如此，向水性透明防火膠中添加成炭劑、發(fā)泡劑和催化劑，該防火膠遇火膨脹，形成致密泡沫炭層，阻隔熱量傳遞；向水性透明防火膠中添加氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼酸、硼砂等材料，該材料遇火發(fā)生脫水吸熱反應(yīng)，降低防火膠的升溫速率。

本實(shí)施例中，所述分散介質(zhì)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(lián)固化劑、潤(rùn)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(lián)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(rùn)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(jī)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(jī)硅的不飽和烷烴消泡劑、聚硅氧烷消泡劑、改性有機(jī)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(jī)硅聚合物消泡劑、無(wú)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，向含氣凝膠的透明隔熱防火膠中添加分散介質(zhì)和上述助劑，可以改善防火膠的物理化學(xué)性能，如固化條件、流動(dòng)性、和易性、防霉性、耐候性、硬度等。

一種含氣凝膠的透明隔熱防火膠的制備方法，包括以下步驟：

（1）氣凝膠改性；

（2）將步驟（1）的氣凝膠與所述水性透明膠粘劑復(fù)合。

如此，上述工藝簡(jiǎn)單、周期短，非常適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

本實(shí)施例中，所述步驟（1）包括疏水改性步驟；所述疏水改性步驟為在密閉的疏水改性劑氣相環(huán)境中對(duì)氣凝膠進(jìn)行疏水改性；所述疏水改性劑為三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。

如此，由于現(xiàn)有氣凝膠材料制備方法中，前軀體、置換溶劑和干燥工藝對(duì)氣凝膠的疏水性有極大的影響，如果氣凝膠的表面與水的接觸角大于90°，可以不預(yù)先進(jìn)行疏水改性，直接進(jìn)行表面親水改性；如果氣凝膠的表面與水的接觸角小于90°，則需要預(yù)先進(jìn)行疏水改性；在密閉的疏水改性劑氣相環(huán)境中對(duì)氣凝膠進(jìn)行疏水改性，除了顯著提高氣凝膠的改性效果，確保后續(xù)親水改性時(shí)內(nèi)部納米多孔結(jié)構(gòu)不被破壞外，還顯著提高改性效率和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

本實(shí)施例中，所述步驟（1）還包括表面親水改性步驟；所述表面親水改性為采用表面親水改性溶液對(duì)氣凝膠表面進(jìn)行改性；所述表面親水改性溶液是表面活性劑和低表面張力溶劑的水溶液或低表面張力溶劑的水溶液；所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子型表面活性劑中的一種或多種；所述陰離子型表面活性劑為脂肪醇磷酸酯鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽、烷基硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、甘油脂肪酸酯硫酸鹽、硫酸化蓖麻酸鹽、環(huán)烷硫酸鹽、脂肪酰胺烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸鹽、脂肪酸甲酯磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽中的一種或多種；所述陽(yáng)離子型表面活性劑為脂肪族銨鹽；所述兩性表面活性劑為烷基氨基酸、羧酸基甜菜堿、磺基甜菜堿、磷酸酯甜菜堿、烷基羥基氧化胺中的一種或多種；所述非離子型表面活性劑為脂肪族聚酯、烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的環(huán)氧乙烯加成物、失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基酯酰胺中的一種或多種；所述低表面張力溶劑為丙酮、正己烷、正戊烷、正庚烷、乙醇、異丙醇、叔丁醇、丙二醇、甘油中的一種或多種；所述表面親水改性步驟中，還包括外加物理場(chǎng)作用步驟；所述外加物理場(chǎng)作用步驟為遠(yuǎn)紅外輻射、攪拌、超聲波處理、球磨中的一種或多種。

如此，采用表面活性劑和低表面張力溶劑的水溶液或低表面張力溶劑的水溶液，在對(duì)疏水氣凝膠表面進(jìn)行親水改性處理過程中具有表面協(xié)同親水改性效應(yīng)，可顯著提高表面親水改性溶液在氣凝膠表面的潤(rùn)濕擴(kuò)展速率，同時(shí)顯著減緩向氣凝膠內(nèi)部的潤(rùn)濕擴(kuò)展，通過調(diào)控改性溶液的用量，可以精確地實(shí)現(xiàn)對(duì)氣凝膠表面親水層厚度的調(diào)控；低表面張力溶劑不僅與水以及表面活性劑具有表面協(xié)同親水改性效應(yīng)，而且可以大大地降低進(jìn)入氣凝膠表層納米孔中的親水改性溶液的毛細(xì)管力，很容易通過干燥工藝將氣凝膠表層納米孔中的親水改性溶液蒸發(fā)出來，而不破壞其納米多孔結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)與防火膠復(fù)合時(shí)形成良好的界面結(jié)合；外加物理場(chǎng)作用可以顯著提高表面親水改性溶液的活性以及與氣凝膠的接觸幾率，降低表面活性劑用量，提高氣凝膠的表面親水改性速率，降低成本，提高生產(chǎn)效率。

本實(shí)施例中，所述步驟（1）還包括干燥處理步驟；所述干燥處理步驟為遠(yuǎn)紅外干燥、噴霧干燥、微波干燥、常壓干燥、超臨界干燥、亞臨界干燥、冷凍干燥中的一種。

如此，如果親水改性后的氣凝膠粉體與水性樹脂復(fù)合時(shí)，表層殘余的親水改性溶液會(huì)影響界面結(jié)合，需預(yù)先干燥處理；利用上述干燥工藝，在確保氣凝膠表層納米孔結(jié)構(gòu)不被破壞的前提下，將氣凝膠表層納米孔中殘余的表面親水改性溶液蒸發(fā)出來，提高氣凝膠與水性透明防火膠之間的界面結(jié)合強(qiáng)度。

本實(shí)施例中，所述步驟（1）之后和步驟（2）之前還可以對(duì)步驟（1）的氣凝膠進(jìn)行表面包覆處理；所述表面包覆處理是通過浸漬提拉法或低溫等離子體聚合法，將一層或多層所述水性透明膠粘劑包覆于步驟（1）的氣凝膠表面；所述表面包覆處理后還包括固化處理；所述固化處理為遠(yuǎn)紅外輻射、微波加熱、噴霧干燥、紫外線輻射中的一種。

如此，本發(fā)明利用增透膜原理，在氣凝膠表面包覆一層或多層水性透明膠粘劑薄膜，包覆層的折射率介于氣凝膠和水性透明膠粘劑體系之間，進(jìn)而提高含氣凝膠的防火膠的可見光透過率；提拉浸漬法是將具有內(nèi)部疏水、表面親水結(jié)構(gòu)特征的氣凝膠置入由過濾網(wǎng)制成的盛具中，浸入水性透明膠粘劑中，待氣凝膠與水性透明膠粘劑充分接觸后，取出，固化，重復(fù)上述步驟制得包覆一層或多層水性透明膠粘劑薄膜的氣凝膠；低溫等離子體聚合法是將水性透明膠粘劑材料激勵(lì)活化成自由基等活性粒子，形成氣相自由基，氣相自由基吸附在具有內(nèi)部疏水、表面親水結(jié)構(gòu)特征的氣凝膠表面形成表面自由基，表面自由基與氣相原始單體或等離子體中衍生單體在氣凝膠表面發(fā)生聚合反應(yīng)，生成薄膜，重復(fù)上述步驟制得包覆一層或多層水性透明膠粘劑薄膜的氣凝膠。

本實(shí)施例中，所述步驟（2）中還可以加入所述阻燃劑、所述分散介質(zhì)、所述助劑中的一種或多種；所述步驟（2）可以是將所述氣凝膠顆粒或所述氣凝膠粉體與所述水性透明膠粘劑以及所述阻燃劑、所述分散介質(zhì)、所述助劑混合；所述步驟（2）還可以是將水性透明膠粘劑與所述阻燃劑、所述分散介質(zhì)、所述助劑混合，然后包覆于所述氣凝膠板材表面。

一種隔熱防火玻璃，由三塊或多塊玻璃、一層或多層權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)所述的含氣凝膠的透明隔熱防火膠以及一層或多層中空層構(gòu)成，所述兩塊玻璃或多塊玻璃之間為所述含氣凝膠的透明隔熱防火膠，所述兩塊玻璃或多塊玻璃之間為中空層。

如此，本發(fā)明將表面改性后的氣凝膠、水性透明防火膠與中空玻璃復(fù)合，制得同時(shí)兼有透明、保溫隔熱、防火、隔音等性能的復(fù)合玻璃，本發(fā)明也可以根據(jù)性能需要制備具有兩腔或多腔中空層、兩腔或多腔含氣凝膠的透明防火膠層的復(fù)合玻璃。

本實(shí)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；所述中空層的填充氣體為氬氣、氪氣、空氣、氮?dú)?、六氟化硫中的一種。

一種隔熱防火玻璃的制備方法，如圖1所示，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(jié)在所述玻璃1四周，形成一面預(yù)留澆注口的空腔；

（b）灌注含氣凝膠的透明隔熱防火膠，向步驟（a）的玻璃空腔中灌注所述含氣凝膠的透明隔熱防火膠2；

（c）封面，使用防火密封膠4和所述玻璃1將步驟（b）的預(yù)留澆注口密封，固化；

（d）制備中空玻璃層，在步驟（c）的夾膠玻璃一側(cè)的四周利用防火密封膠4粘結(jié)防火間隔條3，放置所述玻璃1，獲得空腔，然后向空腔中充入所述填充氣體。

此外，本發(fā)明的隔熱防火玻璃的制備方法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(gè)側(cè)面密封，形成空腔，然后在空腔中灌注含氣凝膠的透明隔熱防火膠，最后封面，固化，制備中空玻璃層，得到復(fù)合玻璃。

此外，固化可以為在常溫或加熱或紫外線輻射條件下，對(duì)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(jìn)行固化處理。

此外，本發(fā)明的制備方法還可以是先制備中空玻璃，再制備夾有含氣凝膠的透明隔熱防火膠層的玻璃，或者在市場(chǎng)現(xiàn)有的中空玻璃上制備夾有含氣凝膠的透明隔熱防火膠層的玻璃。

如此，上述步驟工藝簡(jiǎn)單，實(shí)用，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

本實(shí)施例中，所述步驟（a）之前還包括玻璃清洗和玻璃表面預(yù)處理。

此外，玻璃表面預(yù)處理可以是利用含有硅烷偶聯(lián)劑（如kh550）的溶液處理玻璃內(nèi)表面。

如此，步驟（a）前對(duì)玻璃進(jìn)行清洗和表面預(yù)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(jié)合強(qiáng)度。

本實(shí)施例中，所述步驟（b）之前還可以對(duì)所述含氣凝膠的透明隔熱防火膠進(jìn)行超聲波處理或加熱處理或紫外線輻射處理。

本實(shí)施例中，所述步驟（b）之后和步驟（c）之前還可以對(duì)所述灌注含氣凝膠的透明隔熱防火膠的玻璃進(jìn)行振動(dòng)處理或超聲波處理或加熱處理或紫外線輻射處理。

如此，可以提高含氣凝膠的透明隔熱防火膠的流動(dòng)性、潤(rùn)濕性等，提高含氣凝膠的透明隔熱防火膠與玻璃的界面結(jié)合，減少或消除微泡，提高工藝效率。

本實(shí)施例中，所述步驟（d）之后還包括密封步驟；所述密封步驟為將步驟（d）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(jìn)一步提高本發(fā)明的復(fù)合夾層玻璃的密封性，增加玻璃使用壽命。

本實(shí)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；所述防火間隔條可以具有空腔結(jié)構(gòu)；所述防火間隔條的空腔中可以填充干燥劑；所述防火間隔條寬度為5~50mm，厚度為3~15mm。

如此，使用化學(xué)鋼化硼硅玻璃間隔條等防火間隔條可以進(jìn)一步提高復(fù)合玻璃的防火性能。

上述含氣凝膠的透明隔熱防火膠中，氣凝膠仍保持納米多孔結(jié)構(gòu)，水性透明膠粘劑很容易在氣凝膠表面平鋪；上述隔熱防火玻璃為a類隔熱型復(fù)合防火玻璃，具有高的可見光透過率、低的導(dǎo)熱系數(shù)以及優(yōu)異的隔音性能，可廣泛應(yīng)用于低能耗建筑的防火保溫窗、幕墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及防火門、隔墻、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。

下面為具體實(shí)施例部分。

實(shí)施例1

采用以下步驟制備隔熱防火玻璃：

（1）使用接觸角測(cè)量?jī)x檢測(cè)待處理的sio2氣凝膠表面與水的接觸角，檢測(cè)結(jié)果為45°，然后將具有正八面體外形、粒徑為0.1mm的sio2氣凝膠粉體放置于真空加熱爐中，用容器將稱量后的三甲基氯硅烷放置于真空加熱爐中，加熱氣化，疏水改性1.5h，得到疏水sio2氣凝膠粉體，用接觸角測(cè)量?jī)x檢測(cè)疏水sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測(cè)結(jié)果為146°；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:0.4:0.4:130稱取脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸銨、正己烷、丙酮和去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱取表面改性溶液，并倒入相應(yīng)容器中，將經(jīng)過步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體與表面親水改性溶液混合，機(jī)械攪拌15min后，轉(zhuǎn)速為2500轉(zhuǎn)/min，過濾；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠粉體放置于遠(yuǎn)紅外干燥爐中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對(duì)sio2氣凝膠粉體的橫截面進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，表面親水層厚度為11.1μm；

（5）將步驟（4）得到的sio2氣凝膠放入由過濾網(wǎng)制成的盛具中，一同進(jìn)入水性含氟聚氨酯樹脂中，20min后取出，放入鼓風(fēng)干燥箱中，在150°溫度下，干燥3h；

（6）將步驟（5）得到的sio2氣凝膠與水性聚氨酯樹脂、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(jī)械攪拌20min，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/min，得到含sio2氣凝膠的透明隔熱防火膠；

（7）使用硅酮膠將硼硅玻璃間隔條粘結(jié)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）的含sio2氣凝膠的透明隔熱防火膠灌注于空腔中；

（8）在另一塊銫鉀玻璃四周的對(duì)應(yīng)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；

（9）使用硅酮膠將硼硅玻璃間隔條粘結(jié)在步驟（8）的夾膠玻璃一側(cè)的四周，硅酮膠厚度為1mm，硼硅玻璃間隔條寬度為10mm、厚度為5mm，放置另一塊銫鉀玻璃，形成空腔，然后向空腔中充入氬氣，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(jìn)行密封處理，得到隔熱防火玻璃，本實(shí)施例的隔熱防火玻璃的截面圖如圖1所示，表1為本實(shí)施例的隔熱防火玻璃的性能指標(biāo)。

表1實(shí)施例1的隔熱防火玻璃的性能指標(biāo)

其中，b代表玻璃，q代表含氣凝膠的透明防火膠，a代表中空層。

實(shí)施例2

采用以下步驟制備隔熱防火玻璃：

（1）使用接觸角測(cè)量?jī)x檢測(cè)待處理的sio2氣凝膠板材表面與水的接觸角，檢測(cè)結(jié)果為40°，然后將厚度8mm的sio2氣凝膠板材放置于真空加熱爐中，用容器將稱量后的六甲基二硅氮烷放置于真空加熱爐中，加熱氣化，疏水改性1h，得到疏水sio2氣凝膠板材，用接觸角測(cè)量?jī)x檢測(cè)疏水sio2氣凝膠板材表面與水的接觸角，檢測(cè)結(jié)果為144°；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:4:10稱取正己烷、烷基苯磺酸鈉以及去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠板材和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱取表面改性溶液，并倒入相應(yīng)容器中，將經(jīng)過步驟（1）的疏水sio2氣凝膠板材放入由過濾網(wǎng)制成的盛具中，一同浸入表面親水改性溶液中，1min后取出；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠板材放置于遠(yuǎn)紅外干燥爐中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，折斷后，對(duì)sio2氣凝膠板材的橫截面進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，表面親水層厚度為99.7μm；

（5）將步驟（4）得到的氣凝膠放入由過濾網(wǎng)制成的盛具中，一同進(jìn)入水性含氟有機(jī)硅樹脂中，20min后取出，放入遠(yuǎn)紅外干燥爐中，在150°溫度下，干燥3h；

（6）將水合硅酸鈉、水、消泡劑、分散劑、流平劑按比例混合，機(jī)械攪拌30min，轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min，得到透明防火膠；

（7）使用水玻璃將硼硅玻璃間隔條粘結(jié)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（6）的透明防火膠灌注于空腔中，灌注高度為2mm，然后放置步驟（5）的氣凝膠板材，然后繼續(xù)灌注透明防火膠，灌注厚度為2mm；

（8）在另一塊鋼化玻璃四周的對(duì)應(yīng)位置涂抹水玻璃，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12h，自然冷卻；

（9）使用水玻璃將硼硅玻璃間隔條粘結(jié)在步驟（8）的夾膠玻璃一側(cè)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，放置另一塊鋼化玻璃，形成空腔，然后向空腔中充入氬氣，最后將隔熱防火玻璃的四周用雙組分硅酮密封膠進(jìn)行密封處理，得到隔熱防火玻璃。本實(shí)施例的隔熱防火玻璃的截面圖如圖2所示，表2為本實(shí)施例的隔熱防火玻璃的性能指標(biāo)。

表2實(shí)施例2的隔熱防火玻璃的性能指標(biāo)

其中，b代表玻璃，q代表含氣凝膠的透明防火膠，a代表中空層。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。