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船用防火玻璃

文檔作者：盧志安宋炯生劉景柱文檔來源： 1．秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 2．德州振華裝飾玻璃有限公司			點(diǎn) 擊數(shù)：
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全國(guó)性建材科技期刊——《玻璃》2006年第1期總第184期
船用防火玻璃
盧志安 宋炯生 劉景柱
(1．秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計(jì)院 秦皇島市066001；2．德州振華裝飾玻璃有限公司 德州市 253007)
摘要采用DAAM 阻燃聚合物的船用防火玻璃，聚合物組成中包括防凍劑、耐紫外線添加劑、交聯(lián)劑等成
份，其性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。本文分析了船用防火玻璃產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、聚合物特性和生產(chǎn)工藝。
關(guān)鍵詞 船用防火玻璃DAAM 阻燃聚合物
中圖分類號(hào)：TQ]71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003—1987(2006)01—0057—03
我國(guó)造船業(yè)連續(xù)1O年居世界第三位，據(jù)統(tǒng)計(jì)
2005年中國(guó)造船產(chǎn)量將突破1000萬(wàn)載重噸，約占
世界造船份額的l8 _1]。隨著造船業(yè)的蓬勃發(fā)展，
我國(guó)船舶配套產(chǎn)業(yè)的相對(duì)落后成為船舶工業(yè)發(fā)展的
羈絆，船用防火玻璃就是在此背景下進(jìn)行研制開發(fā)
的新產(chǎn)品。
船用防火玻璃是在規(guī)定的耐火試驗(yàn)中能夠保持
其完整性和隔熱性的特種玻璃[2]，包括舷窗防火玻
璃和矩形窗防火玻璃，外表面玻璃板是鋼化安全玻
璃，內(nèi)表面玻璃板材料類型可任意選擇。應(yīng)用于遠(yuǎn)
洋油輪、化學(xué)品船、運(yùn)輸船等的各類船舶及海上鉆
井平臺(tái)?，F(xiàn)行的IMO FTPC和IMO A．754 (18)
等有關(guān)船舶防火結(jié)構(gòu)的國(guó)際耐火實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)規(guī)則和耐
火程序包括了船舶A級(jí)、B級(jí)和F級(jí)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，
H級(jí)標(biāo)準(zhǔn)耐火結(jié)構(gòu)試驗(yàn)大綱滿足海上鉆井平臺(tái)H一
120級(jí)防火窗使用要求。本文主要以A一6O級(jí)(注；
A-6O級(jí)是指經(jīng)過60 min試驗(yàn)后，火焰不穿透。此
外，在60 min內(nèi)，背火面玻璃的平均溫度升高不
超過起始139℃ ，玻璃外表面的任何地方，溫度升
高也不得超過起始溫度180℃)船用防火窗分析船
用防火玻璃產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、聚合物特性、產(chǎn)品性能和
生產(chǎn)工藝。
2 船用防火玻璃
2．1 船用防火玻璃產(chǎn)品形式和結(jié)構(gòu)
船用防火玻璃產(chǎn)品一般以防火玻璃組合件和防
浪玻璃+空氣層+防火玻璃組合件形式出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)
按玻璃組合分為單腔和多腔兩種。典型的防火玻璃
組合件見圖1，直接使用時(shí)主玻璃板厚度為15
mm、19 mm、20 mm；隔條材料可以是不銹鋼或
玻璃，隔條和外表面玻璃用阻燃結(jié)構(gòu)膠密封；矩形
框窗R角要求100～120 mm；A一60級(jí)防火玻璃用
凝膠層厚度15 mm。多層腔結(jié)構(gòu)代表的A一6O級(jí)防
火玻璃總厚度27 mm，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為6 mm玻璃+5
mm膠層+5 mm 玻璃+5 mm膠層+6 mm玻璃。
耐火凝膠
鋼化玻璃
玻璃鑲條
主玻璃板
背火面
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全國(guó)性建材科技期刊——《玻璃》2006年第1期總第184期
恰當(dāng)配比。該聚合物對(duì)持續(xù)發(fā)揮防火保護(hù)作用和優(yōu)
異理化性能十分重要。其組成見表1。
裹1 阻燃聚合物配比 ／
聚合物單體(成膜荊)(DAAM) 3～30
阻燃荊(NaCI，MgClz．6H20) 1O～5O
耐紫外線舔加荊 0～1
交聯(lián)荊 0～1
防凍劑 0～5
增塑荊(CsH,zO4) 1～10
抑菌劑(CH20)xlO lO
固化荊 O～O．1
PH調(diào)節(jié)劑(H3PO4) o～o．1
溶劑(H2O) 2o～60
2．2．2 阻燃聚合物單體的選擇
比較適合成膜的水溶性聚合物主要有PVA、
醋酸乙烯、氨基樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺、丙烯
酰胺等，從優(yōu)異的耐鹽性能、化學(xué)穩(wěn)定性好及耐高
溫性能考慮選擇DAAM 作為聚合物單體。而無(wú)機(jī)
水溶性硅酸鹽和磷酸鹽不易于生產(chǎn)控制。
2．2．3 聚合物阻燃劑的選擇
氯化鎂是一種常用的防火劑，它在不同階段的
96～ 117℃ ·
MgC12·6H2O 與MgC12·4H2O十2H2O
135～ 180℃
M gC12·4H2O--~MgC12·2H2O+ 2H2O
185～ 230℃
MgC12·2H2O-"MgC12·H20十H2O
MgC12·2H2O-,-M gOHC1+ HC1+ H2O
230℃ 以上MgC12·H2O--~MgC12+ H2O
M gC1z·Hz O--"M gOHC1+ HC1
304~ 554 ℃ M gC12十H2 O M gOHC1+ HC1
527℃ 以上MgOHC1 MgO+HC1
由于氯化鎂的熔點(diǎn)較低(714"C)，加入氯化鈉
(熔點(diǎn)804℃)，可明顯提高其防火的能力，還可增
強(qiáng)聚合物結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，保證聚合物受火時(shí)灰分不飛散
從而提供持續(xù)的耐火時(shí)間。
阻燃劑NaC1和MgC12·6H2O二者溶解度
見表2。在0～100℃ NaC1的溶解度變化極小，
MgC12·6H O在0～50℃ 的溶解度變化也不大。
采用合理的比例NaC1：MgC12·6H20—1： (1．0
～ 3．0)，可以實(shí)現(xiàn)在O～30℃環(huán)境中精確控制生產(chǎn)
溫度下，其反應(yīng) 。 為： 過程。
裹2 NaCI和MgCI2．6H2O在100克水中最多溶解克數(shù)
o℃ lO℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 7o℃ 8o℃ 90℃ 100℃
NaCl 35．7 35．8 36．0 36．3 36．6 37。0 37．3 37．8 38．4 39．0 39．8
MgClz·6HzO 52．8 53．5 54．5 I 57．5 I 61．O I 66．0 I 73．O
2．2．4 阻燃聚合物功能組分
(1)阻燃聚合物用防凍劑：當(dāng)NaC1：MgC12·
6HzO比例合理時(shí)，聚合物冰點(diǎn)可降低至一2O℃ ，
由于船用防火玻璃使用條件更加苛刻，加入0～5
的防凍劑，可使聚合物的耐寒性能提高到一40℃ 。
(2)阻燃聚合物用耐紫外線添加劑：聚合物中
使用0～1％的耐紫外線添加劑可獲得極好耐輻照性
能，通過400 h汽車安全玻璃耐輻照試驗(yàn)，可滿足
船用防火玻璃長(zhǎng)時(shí)間赤道陽(yáng)光直射外觀不變化要求。
(3)阻燃聚合物用抑菌劑：為防止海洋環(huán)境細(xì)
菌在聚合物中滋生而引起透明度變化，聚合物中使
58
用抑菌劑即lO×10 的CH。O溶液。
(4)阻燃聚合物用PH調(diào)節(jié)劑：按2．2．1中配
比各種成分溶解在水中，使用PH調(diào)節(jié)劑H。PO
調(diào)節(jié)溶液PH值4～6。
3 船用防火玻璃的性能測(cè)試及結(jié)果
采用DAAM 聚合物制造的船用防火玻璃，根
據(jù)GB 15763-1995 防火玻璃和國(guó)際海事組織
(IMO) 《國(guó)際耐火實(shí)驗(yàn)程序應(yīng)用規(guī)則》引用試驗(yàn)
標(biāo)準(zhǔn)IMO A．754 (18)對(duì)船用防火玻璃進(jìn)行性能
測(cè)試，試驗(yàn)項(xiàng)目包括尺寸及允許公差、外觀質(zhì)量、
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彎曲度、透光度、光學(xué)位偏移、耐熱性能、耐寒性
能、耐輻射性能、抗沖壓性等。樣品尺寸為464×
644× (20+ 20+ 6) mE 、300 mE × 300 mE ×
(20+20+6)mE 和300 mE×76 mE× (20+ 20
+6)，測(cè)試結(jié)論均合格。耐火性能試樣規(guī)格1090
mmX1890 mm× (2O+20+6)mE，按國(guó)際海事
組織(IM0)《國(guó)際耐火實(shí)驗(yàn)程序應(yīng)用規(guī)則》引用
試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)IMO A．754(18)對(duì)船用防火玻璃進(jìn)行
耐火性能測(cè)試，結(jié)果：隔熱性：60 min，完整性：
60 min， 耐火等級(jí)：A一6O級(jí)， 試驗(yàn)持續(xù)至：
61 min。
4 船用防火玻璃的生產(chǎn)工藝
將滿足船用要求的優(yōu)質(zhì)浮法玻璃按用戶尺寸要
求使用切割機(jī)切裁，磨邊清洗處理后，在鋼化爐中
鋼化成船用鋼化玻璃，用處理劑處理玻璃內(nèi)表面，
然后用金屬隔框或玻璃隔條合片。
將各組成成分溶于水配制成DAAM 聚合物溶
液，該溶液經(jīng)過多層過濾，加入固化劑配制成防火
膠灌入上述玻璃空腔中，在室內(nèi)聚合固化。固化后
將玻璃封口封邊處理并進(jìn)行膠層強(qiáng)度強(qiáng)化處理，經(jīng)
檢驗(yàn)合格，對(duì)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)，包裝入庫(kù)，船用防火玻璃
制造完成。
船用防火玻璃生產(chǎn)過程采用簡(jiǎn)易裝置實(shí)現(xiàn)，具
體工藝流程圖見圖1。
圖1 船用防火玻璃生產(chǎn)工藝流程
船用防火玻璃生產(chǎn)過程生產(chǎn)要點(diǎn)如下：
(1)生產(chǎn)過程中NaCI：MgC1 ·6H O控制在
1： (1．0 ～3．0 )之間，可以在0～3O℃環(huán)境
中精確控制生產(chǎn)過程。
(2)生產(chǎn)過程的灌漿過程應(yīng)在N2環(huán)境下進(jìn)
行『5]，以避免收縮形成空隙空氣阻聚現(xiàn)象。根據(jù)我
國(guó)工業(yè)生產(chǎn)條件，采用了補(bǔ)液器裝置，使空腔外有
多余的漿液，無(wú)阻聚現(xiàn)象發(fā)生
(3)生產(chǎn)過程中聚合條件應(yīng)在室溫環(huán)境下進(jìn)
行[5]，根據(jù)我國(guó)化工產(chǎn)品品質(zhì)，采用了室溫聚合+
強(qiáng)化處理的聚合條件，聚合物聚合度97 以上，
穩(wěn)定性好。
(4)生產(chǎn)過程玻璃內(nèi)表面做改性處理，采用了
硅烷+疏水劑處理，聚合物和玻璃結(jié)合力提高并更
加均勻。
5 結(jié) 論
(1)采用DAAM 阻燃聚合物的船用防火玻璃
具有優(yōu)異的使用性能。
(2)船用防火玻璃采用室溫聚合+強(qiáng)化處理的
聚合條件，DAAM 阻燃聚合物的聚合度提高。
參考文獻(xiàn)
[1]來源：http：／／data．a(chǎn)cmr．corn．en新華網(wǎng)
[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 15763-1995．《防火玻璃
fire-resistant glass))
[3]來源：http：／／www．cnsah．cn中國(guó)鹽業(yè)協(xié)會(huì)網(wǎng)中國(guó)鹽
化工氯化鎂(佚名，2004年12月13日，684)
[4]化工百科全書[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社
[5]Holzer，et a1．《Fire-resistant glazing and method of mak—
ing same United States Patent 5223313 June 29，1993
鳴謝：感謝秦皇島耀華工業(yè)技術(shù)玻璃廠提供船用防火玻璃性
能測(cè)試數(shù)據(jù)

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