本实用新型涉及透明隔热防火隔音玻璃领域，尤其涉及一种含气凝胶的隔热防火玻璃。
背景技术：
玻璃是一种透明度、强度及硬度都很高，不透气的物料，玻璃在日常环境中呈化学惰性，亦不会与生物起作用，故此，用途非常广泛。现有技术中用于建筑物的玻璃，主要是用来封闭、采光、保温。随着我国经济的高速发展，人们对生活质量的要求越来越高，建筑的玻璃门窗面积越来越大，建筑玻璃已从过去单纯作为采光和装饰用材料，逐渐向安全防火、保温隔热、隔音降噪、控制光线等方向发展。
气凝胶是一种由纳米级颗粒堆积而成的、具有纳米级孔洞的轻质固体材料，因此具有极高的孔隙率、比表面积，优异的化学稳定性和不燃性，表现出优异的轻质、透光、隔热、保温、隔音、防火、抗冲击性能。气凝胶、透明防火胶与玻璃复合可以实现同时兼有透明、隔热、防火功能的玻璃门窗。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种含气凝胶的透明隔热防火玻璃。
一种含气凝胶的隔热防火玻璃，由至少三块玻璃、一层或多层透明防火胶以及一层或多层气凝胶构成，所述至少三块玻璃之间的至少两个空腔中分别填充所述气凝胶和所述透明防火胶。
在其中一个实施例中，所述玻璃之间由防火间隔条和防火密封胶连接。
在其中一个实施例中，所述玻璃为钢化玻璃、浮法玻璃、着色玻璃、镀膜玻璃、压花玻璃中的一种或多种；所述玻璃厚度为3~15mm。
在其中一个实施例中，所述透明防火胶主要由透明胶粘剂组成；所述透明防火胶还包括阻燃剂、分散介质、助剂。
在其中一个实施例中，所述透明胶粘剂为水合硅酸钠、硅酸钾水合物、醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、环氧树脂、氟碳树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酰胺中的一种或多种；所述阻燃剂为成炭剂、发泡剂、催化剂；所述阻燃剂还包括氢氧化镁、改性氢氧化镁、氢氧化铝、改性氢氧化铝、硼酸、硼砂、乙醇胺、氯化钠、氯化钾、氯化镁、磷酸铝中的一种或多种；所述分散介质为水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇中的一种或多种；所述助剂为交联固化剂、润湿剂、分散剂、流平剂、消泡剂、防腐剂、成膜助剂中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述成炭剂为季戊四醇、淀粉、二季戊四醇、丁四醇、山梨醇、环己六醇中的一种或多种；所述发泡剂为三聚氰胺、尿素、聚酰胺、双氰胺、氯化石蜡、聚脲、密胺、甘氨酸中的一种或多种；所述催化剂为聚磷酸铵、碳酸氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、硫酸铵、甲酸中的一种或多种；所述交联固化剂为氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟化铝、二甲基乙醇胺、二乙烯基三胺、双氰胺、己二酸二酰肼、过硫酸铵中的一种或多种；所述润湿剂为十二烷基磺酸钠、硫酸月桂酯、二烷基磺基琥珀酸盐、蓖麻油硫酸化物、烷基吡啶盐氯化物、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、乙炔乙二醇中的一种或多种；所述分散剂为偏硅酸钠、二硅酸钠、烷基聚醚硫酸酯、烷基芳基磺酸盐、脂肪酸酰胺衍生物硫酸盐、聚乙二烯醇烷基芳基醚硫酸钠、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、聚羧酸盐、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物、聚合萘磺酸盐中的一种或多种；所述流平剂为丙烯酸聚合物流平剂、氟改性丙烯酸酯类流平剂、有机硅类流平剂、氟碳类流平剂中的一种或多种；所述消泡剂为不含有机硅的不饱和烷烃消泡剂、聚硅氧烷消泡剂、改性有机硅消泡剂、二甲基聚硅氧烷与疏水二氧化硅混合物消泡剂、含疏水粒子的有机硅聚合物消泡剂、无硅非离子丙烯酸聚合物消泡剂中的一种或多种；所述防腐剂为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羟乙基)均三嗪、六氢-1,3,5-三乙基-三嗪中的一种或多种；所述成膜助剂为甲基吡咯烷酮、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、丁二酸二异丁酯、戊二酸二异丁酯、己二酸二异丁酯、二丙二醇丁醚、丙二醇苯醚中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述气凝胶包括气凝胶板材、气凝胶颗粒或气凝胶粉体。
在其中一个实施例中，所述气凝胶颗粒包括具有所述对称、规则形状的气凝胶颗粒。
在其中一个实施例中，所述对称、规则形状包括正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体。
一种含气凝胶的隔热防火玻璃的制备方法，包括以下步骤：
（a）制备玻璃空腔，利用防火密封胶将防火间隔条粘结在所述玻璃四周，形成一面敞开的空腔；
（b）灌注透明防火胶，向步骤（a）的玻璃空腔中灌注所述透明防火胶；
（c）封面，使用防火密封胶和所述玻璃将步骤（b）的敞开面密封，固化；
（d）制备玻璃空腔，在步骤（c）的夹胶玻璃一侧的四周利用防火密封胶粘结防火间隔条，形成一面敞开的空腔；
（e）填充气凝胶，向步骤（d）的玻璃空腔中填充所述气凝胶；
（f）封面，使用防火密封胶和所述玻璃将步骤（e）的敞开面密封。
在其中一个实施例中，所述步骤（a）之前还包括玻璃清洗和玻璃表面预处理。
在其中一个实施例中，所述步骤（b）之前还可以对所述透明防火胶进行超声波处理或加热处理或紫外线辐射处理。
在其中一个实施例中，所述步骤（b）之后和步骤（c）之前还可以对所述灌注透明防火胶的玻璃进行振动处理或超声波处理或加热处理或紫外线辐射处理。
在其中一个实施例中，所述步骤（e）还包括所述振动处理。
在其中一个实施例中，所述步骤（f）之后还包括密封步骤；所述密封步骤为将步骤（f）的玻璃的四周用密封胶密封处理；所述密封胶为双组分聚硫密封胶或双组分硅酮密封胶。
在其中一个实施例中，所述防火密封胶为硅酮胶、水合硅酸钠、硅酸钾水合物以及含有所述阻燃剂的胶粘剂中的一种；所述防火密封胶厚度为1~5mm；所述防火间隔条为浮法玻璃间隔条、钢化玻璃间隔条、不锈钢间隔条、铝间隔条、断桥铝间隔条、陶瓷间隔条中的一种；所述防火间隔条包含具有空腔结构的防火间隔条；所述防火间隔条宽度为5~50mm，厚度为3~15mm。
在其中一个实施例中，所述防火间隔条的空腔中填充干燥剂。
上述含气凝胶的隔热防火玻璃为A类隔热型复合防火玻璃，具有高的可见光透过率、低的导热系数以及优异的隔音性能，可广泛应用于低能耗建筑的防火保温窗、幕墙等围护结构以及防火门、隔墙、交通运输等领域。
附图说明
图1为由透明防火胶、气凝胶和3块玻璃构成的三玻两腔型隔热防火玻璃截面图。其中1为玻璃，2为透明防火胶，3为防火间隔条，4为防火密封胶，5为气凝胶。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
本实用新型的含气凝胶的隔热防火玻璃的一种实施例，由至少三块玻璃1、一层或多层透明防火胶2以及一层或多层气凝胶5构成，所述至少三块玻璃1之间的至少两个空腔中分别填充所述气凝胶5和所述透明防火胶2。
如此，本实用新型将防火玻璃（夹胶玻璃）与气凝胶保温隔热玻璃相结合，制得兼有保温隔热、防火、透明、隔音性能的A类隔热防火复合玻璃，应用前景巨大。
本实施例中，所述玻璃之间由防火间隔条和防火密封胶连接。
本实施例中，所述玻璃为钢化玻璃、浮法玻璃、着色玻璃、镀膜玻璃、压花玻璃中的一种或多种；所述玻璃厚度为3~15mm。
本实施例中，所述透明防火胶主要由透明胶粘剂组成；所述透明防火胶还包括阻燃剂、分散介质、助剂。
本实施例中，所述透明胶粘剂为水合硅酸钠、硅酸钾水合物、醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、环氧树脂、氟碳树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酰胺中的一种或多种；所述阻燃剂为成炭剂、发泡剂、催化剂；所述阻燃剂还包括氢氧化镁、改性氢氧化镁、氢氧化铝、改性氢氧化铝、硼酸、硼砂、乙醇胺、氯化钠、氯化钾、氯化镁、磷酸铝中的一种或多种；所述分散介质为水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇中的一种或多种；所述助剂为交联固化剂、润湿剂、分散剂、流平剂、消泡剂、防腐剂、成膜助剂中的一种或多种。
本实施例中，所述成炭剂为季戊四醇、淀粉、二季戊四醇、丁四醇、山梨醇、环己六醇中的一种或多种；所述发泡剂为三聚氰胺、尿素、聚酰胺、双氰胺、氯化石蜡、聚脲、密胺、甘氨酸中的一种或多种；所述催化剂为聚磷酸铵、碳酸氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、硫酸铵、甲酸中的一种或多种；所述阻燃剂还包括氢氧化镁、改性氢氧化镁、氢氧化铝、改性氢氧化铝、硼酸、硼砂、乙醇胺、氯化钠、氯化钾、氯化镁、磷酸铝中的一种或多种；所述分散介质为水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇中的一种或多种；所述助剂为交联固化剂、润湿剂、分散剂、流平剂、消泡剂、防腐剂、成膜助剂中的一种或多种；所述交联剂为氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟化铝、二甲基乙醇胺、二乙烯基三胺、双氰胺、己二酸二酰肼、过硫酸铵中的一种或多种；所述润湿剂为十二烷基磺酸钠、硫酸月桂酯、二烷基磺基琥珀酸盐、蓖麻油硫酸化物、烷基吡啶盐氯化物、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、乙炔乙二醇中的一种或多种；所述分散剂为偏硅酸钠、二硅酸钠、烷基聚醚硫酸酯、烷基芳基磺酸盐、脂肪酸酰胺衍生物硫酸盐、聚乙二烯醇烷基芳基醚硫酸钠、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、聚羧酸盐、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物、聚合萘磺酸盐中的一种或多种；所述流平剂为丙烯酸聚合物流平剂、氟改性丙烯酸酯类流平剂、有机硅类流平剂、氟碳类流平剂中的一种或多种；所述消泡剂为不含有机硅的不饱和烷烃消泡剂、聚硅氧烷消泡剂、改性有机硅消泡剂、二甲基聚硅氧烷与疏水二氧化硅混合物消泡剂、含疏水粒子的有机硅聚合物消泡剂、无硅非离子丙烯酸聚合物消泡剂中的一种或多种；所述防腐剂为1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羟乙基)均三嗪、六氢-1,3,5-三乙基-三嗪中的一种或多种；所述成膜助剂为甲基吡咯烷酮、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、丁二酸二异丁酯、戊二酸二异丁酯、己二酸二异丁酯、二丙二醇丁醚、丙二醇苯醚中的一种或多种。
如此，本实用新型的透明防火胶可以为膨胀型防火胶，也可以是吸热型非膨胀型防火胶；本实用新型也可以使用市面上现成的透明防火胶。
本实施例中，所述气凝胶包括气凝胶板材、气凝胶颗粒或气凝胶粉体。
本实施例中，所述气凝胶颗粒包括具有对称、规则形状的气凝胶颗粒。
本实施例中，所述对称、规则形状包括正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体。
如此，相比不规则外形的气凝胶颗粒，可见光在具有规则外形的气凝胶颗粒中具有更高的透过率；使用气凝胶板材可以使本实用新型的隔热防火玻璃具有更加优异的隔热性能和透光性能。
一种含气凝胶的隔热防火玻璃的制备方法，包括以下步骤：
（a）制备玻璃空腔，利用防火密封胶4将防火间隔条3粘结在所述玻璃1四周，形成一面敞开的空腔；
（b）灌注透明防火胶，向步骤（a）的玻璃空腔中灌注所述透明防火胶2；
（c）封面，使用防火密封胶4和所述玻璃1将步骤（b）的敞开面密封，固化；
（d）制备玻璃空腔，在步骤（c）的夹胶玻璃一侧的四周利用防火密封胶4粘结防火间隔条3，形成一面敞开的空腔；
（e）填充气凝胶，向步骤（d）的玻璃空腔中填充所述气凝胶5；
（f）封面，使用防火密封胶4和所述玻璃1将步骤（e）的敞开面密封。
此外，本发明的玻璃空腔的制备还可以是使用防火密封胶和防火间隔条将两块玻璃的三个侧面密封，形成空腔。
此外，固化可以为在常温或加热或紫外线辐射条件下，对封面后的两块玻璃1中间的含气凝胶的透明隔热防火胶2进行固化处理。
此外，本实用新型的制备方法还可以是先制备夹有疏水气凝胶的玻璃，再制备夹有透明防火胶的玻璃。
如此，上述工艺简单，实用，适合工业化生产。
本实施例中，所述步骤（a）之前还包括玻璃清洗和玻璃表面预处理。
此外，玻璃表面预处理可以是利用含有硅烷偶联剂（如KH550）的溶液处理玻璃内表面。
如此，步骤（a）前对玻璃进行清洗和表面预处理可以提高玻璃的透光度以及玻璃与含气凝胶的透明隔热防火胶的界面结合强度。
本实施例中，所述步骤（b）之前还可以对所述透明防火胶进行超声波处理或加热处理或紫外线辐射处理。
本实施例中，所述步骤（b）之后和步骤（c）之前还可以对所述灌注透明防火胶的玻璃进行振动处理或超声波处理或加热处理或紫外线辐射处理。
如此，可以提高透明防火胶的流动性、润湿性等，提高含透明防火胶与玻璃的界面结合，减少或消除微泡，提高工艺效率。
本实施例中，所述步骤（e）还包括振动处理。
如此，在玻璃空腔中填充气凝胶颗粒或粉体时，振动处理有助于气凝胶颗粒或粉体密实堆积，提高气凝胶的体积密度，进而具有更加优异的隔热性能。
本实施例中，所述步骤（f）之后还包括密封步骤；所述密封步骤为将步骤（f）的玻璃的四周用密封胶密封处理；所述密封胶为双组分聚硫密封胶或双组分硅酮密封胶。
如此，进一步提高本实用新型的复合夹层玻璃的密封性，增加玻璃使用寿命。
本实施例中，所述防火密封胶为硅酮胶、水合硅酸钠、硅酸钾水合物以及含有所述阻燃剂的胶粘剂中的一种；所述防火密封胶厚度为1~5mm；所述防火间隔条为浮法玻璃间隔条、钢化玻璃间隔条、不锈钢间隔条、铝间隔条、断桥铝间隔条、陶瓷间隔条中的一种；所述防火间隔条包括具有空腔结构的防火间隔条；所述防火间隔条宽度为5~50mm，厚度为3~15mm。
如此，使用化学钢化硼硅玻璃间隔条等防火间隔条可以进一步提高复合玻璃的防火性能。
本实施例中，所述防火间隔条的空腔中填充干燥剂。
上述含气凝胶的隔热防火玻璃为A类隔热型复合防火玻璃，具有高的可见光透过率、低的导热系数以及优异的隔音性能，可广泛应用于低能耗建筑的防火保温窗、幕墙等围护结构以及防火门、隔墙、交通运输等领域。
下面为具体实施例部分。
实施例1
采用以下步骤制备隔热防火玻璃：
（1）将水性聚氨酯树脂、水、消泡剂、磷酸二氢钠、多聚磷酸钠、硼砂、分散剂、流平剂按比例混合，机械搅拌20min，转速为1500转/min，得到透明防火胶；
（2）使用硅酮胶将硼硅玻璃间隔条粘结在铯钾玻璃四周，硅酮胶厚度为1mm，硼硅玻璃间隔条宽度为8mm、厚度为5mm，铯钾玻璃厚度为6mm（下同），形成一面敞开的空腔，待水玻璃固化后，将步骤（6）的透明防火胶灌注于空腔中；
（3）在另一块铯钾玻璃四周的对应位置涂抹硅酮胶，放置于步骤（7）的敞面上，然后放置于加热釜中，60℃条件下处理3h，自然冷却；
（4）使用硅酮胶将硼硅玻璃间隔条粘结在步骤（3）的夹胶玻璃一侧的四周，水玻璃厚度为1mm，硼硅玻璃间隔条宽度为10mm、厚度为5mm，形成一面敞开的空腔，然后向空腔中填充SiO2气凝胶颗粒，同时对SiO2气凝胶颗粒进行振动处理，用硅酮胶和铯钾玻璃进行封面处理，最后将得到的隔热防火玻璃的四周用双组分硅酮密封胶进行密封处理，得到隔热防火玻璃，本实施例的隔热防火玻璃的截面图如图1所示，表1为本实施例的隔热防火玻璃的性能指标。
表1 实施例1的隔热防火玻璃的性能指标
其中，B代表玻璃，Q代表含气凝胶的透明防火胶，D代表气凝胶。
实施例2
采用以下步骤制备隔热防火玻璃：
（1）将水合硅酸钠、水、消泡剂、分散剂、流平剂按比例混合，机械搅拌30min，转速为2000转/min，得到透明防火胶；
（2）使用水玻璃将硼硅玻璃间隔条粘结在钢化玻璃四周，水玻璃厚度为2mm，硼硅玻璃间隔条宽度为8mm、厚度为5mm，钢化玻璃厚度为6mm（下同），形成一面敞开的空腔，待水玻璃固化后，将步骤（1）的透明防火胶灌注于空腔中；
（3）在另一块钢化玻璃四周的对应位置涂抹水玻璃，放置于步骤（2）的敞面上，然后放置于加热釜中，60℃条件下处理12h，自然冷却
（4）使用水玻璃将硼硅玻璃间隔条粘结在步骤（8）的夹胶玻璃一侧的四周，水玻璃厚度为1mm，硼硅玻璃间隔条宽度为8mm、厚度为5mm，形成一面敞开的空腔，然后填充SiO2气凝胶板材，SiO2气凝胶板材厚度为10mm，使用水玻璃和钢化玻璃进行封面处理，最后将隔热防火玻璃的四周用双组分硅酮密封胶进行密封处理，得到隔热防火玻璃。本实施例的隔热防火玻璃的截面图如图1所示，表2为本实施例的隔热防火玻璃的性能指标。
表2 实施例2的隔热防火玻璃的性能指标
其中，B代表玻璃，Q代表含气凝胶的透明防火胶，D代表气凝胶。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。