一种防火缓冲框式压条的制作方法

本发明属于防火窗技术领域，具体涉及一种防火缓冲框式压条。

背景技术：

随着城市建设的快速发展，建筑物的防火消防技术是建筑领域的重要研究课题，是保证人们生命安全的重要屏障。防火窗的技术较为成熟，现在广泛应用的防火窗是指用钢制窗框、钢制窗扇和防火玻璃组成的，隔离和阻止火势蔓延的窗户。传统的防火窗普遍采用在窗扇和防火玻璃的之间填充有机或无机防火材料，这使得窗户的重量增加，窗框的结构更加复杂，加工难度和加工成本较高。现代防火窗采用更加轻质简便的防火材料，然而，在窗户的内部仍然使用玻璃压条、密封条、防火膨胀条等多种材料，使防火窗具有防火、隔热、密封、防水等性能。多种功能性材料的装配不但增加了施工的复杂性，而且材料之间容易出现缝隙，使得防火玻璃出现晃动等问题。

例如，专利cn201820784418.x公开了一种玻璃密封条隔离防火型材，由型材主体、主体连杆、限位齿和密封翅片构成，型材主体为横截面为弧形的金属片，主体连杆主体为金属壳体，金属壳体内填充有塑料芯材

专利cn201420409553.8公开了一种无框隔热复合防火玻璃隔断结构，包括相邻的两防火玻璃，相邻的两防火玻璃对应两侧边上分别扣设有防火玻璃扣边条，防火玻璃扣边条两侧设有玻璃压条，玻璃压条经凃胶层固定在防火玻璃上，玻璃扣边条与玻璃压条合围成密封空腔，密封空腔内设有透明凝胶。

专利cn201620985265.6提供了一种塑料窗玻璃加强型耐火密封结构，包含防火玻璃一、防火胶条、防火密封胶、窗扇一、窗框、窗扇二、隔板、防火玻璃二；防火玻璃一设置在窗扇一和隔板之间，防火玻璃二设在隔板和窗扇二之间，窗扇二与防火玻璃二之间设置有防火胶条，防火玻璃一与窗扇一之间设置有防火胶条，窗扇二的下端与窗扇一上部的一端连接，窗扇一下部的一端通过防火胶条与窗框上部的一端连接，窗框上部的另一端通过防火胶条与窗扇一下部的另一端连接，窗框上部的中端通过防火胶条与窗扇一下部的中端连接，防火玻璃一、防火玻璃二的底部设置有防火密封胶。

如何在不降低防火窗性能的前提下，简化防火窗结构，简化安装过程，提高安装效率，成为本领域技术人员面临的问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种防火缓冲框式压条，所述防火缓冲框式压条具有优良的防火、弹性、柔韧性和耐候性能，能够代替传统的玻璃压条、密封条和防火材料；所述防火缓冲框式压条能够对玻璃的边缘进行360度立体平整包覆，包覆后所述框式压条与玻璃紧密贴合，在玻璃的边缘形成柜式包围框。包覆所述框式压条的玻璃可以直接安装在窗框或窗扇中，省去了传统的玻璃压条、密封条和防火材料，施工效率高，玻璃密封性和防火性能较好，且安装后不易晃动。

本发明提供了一种防火缓冲框式压条，所述框式压条的制备原料含有改性可膨胀石墨、柔性树脂、橡胶、环氧树脂、白炭黑、云母和成碳剂，所述改性可膨胀石墨的制备原料含有有机插层剂、苄胺和钛酸酯偶联剂，所述橡胶含有甲基乙烯基硅橡胶、聚硫橡胶和交联剂；所述框式压条包括n个单元，所述框式压条由所述n个单元一体连接并通过相邻单元衔接处的弯折而形成，起始单元和末尾单元相互对接，从而形成框式结构。

所述框式压条的主板用于包覆并完全贴合玻璃断面，所述翼板分别用于包覆并完全贴合玻璃边缘的两个侧面，所述主板能够沿玻璃的边缘任意弯折，所述倒角用于包覆具有角度的玻璃边缘的侧面，保证具有角度的玻璃边缘两侧的所述翼板无缝对接。

所述框式压条的材质为防火膨胀材料，所述防火膨胀材料遇火能够适度膨胀，隔绝烟雾和火焰，所述框式压条具有柔性和弹性，使用时，所述框式压条能够代替传统的玻璃压条、密封条和防火条等材料。

所述框式压条的制备原料含有改性可膨胀石墨、柔性树脂、橡胶、环氧树脂、白炭黑、云母和成碳剂。所述改性可膨胀石墨的制备原料包括天然鳞片石墨、有机插层剂、苄胺、氧化剂、钛酸酯偶联剂和引发剂，优选的，所述有机金属插层剂为乙酸和/或甲酸，所述氧化剂为双氧水和硝酸，所述引发剂为过氧化化合物或偶氮类化合物。

所述改性可膨胀石墨的原料的用量为：所述天然鳞片石墨10-15重量份，所述氧化剂3-8重量份，所述引发剂0.1-0.5重量份，所述有机插层剂1-5重量份，所述苄胺5-8重量份，所述钛酸酯偶联剂1-5重量份。

本发明中意料不到地发现，使用所述有机插层剂、苄胺和钛酸酯偶联剂制备的所述改性可膨胀石墨具有可控的膨胀容积。所述有机插层剂受热汽化时产生大量二氧化碳，引起石墨膨胀，所述苄胺能够吸收二氧化碳，适度控制石墨的膨胀。所述钛酸酯偶联剂通过与有机插层剂的和天然鳞片石墨发生化学键联，并接枝在所述天然鳞片石墨的层间和外部，得到所述改性可膨胀石墨。具体的，所述钛酸酯偶联剂与部分所述有机插层剂和天然鳞片石墨发生化学键联，在所述石墨层间形成桥联，使得制得的改性可膨胀石墨在受热膨胀时，膨胀容积适当降低，防止所述框式压条受热膨胀过度对防火窗的玻璃和窗框结构造成破坏。所述钛酸酯偶联剂与外层天然鳞片石墨发生化学键联，在所述石墨外层形成包覆，使得制得的改性可膨胀石墨在受热膨胀时，外部受到阻力，也达到适当降低膨胀容积的目的。

优选的，所述柔性树脂选自聚硅氧烷树脂、聚乙烯树脂、聚氯乙烯树脂。

优选的，所述环氧树脂包含双酚f型环氧树脂和双酚a型环氧树脂。

优选的，所述成碳剂为季戊四醇，所述成碳剂的加入使得所述框式压条经过高温燃烧后，能够保持框式压条的结构完整性。

所述橡胶含有甲基乙烯基硅橡胶、聚硫橡胶和交联剂。

所述甲基乙烯基硅橡胶具有优异的耐高低温性能、耐天候性能、耐老化性能、抗压缩永久变形性能和优良的电绝缘性能。所述聚硫橡胶为液态聚硫橡胶。

在所述框式压条的制备原料中，所述环氧树脂的用量为3-8重量份，所述聚硫橡胶1-5重量份，所述柔性树脂为20-30重量份，所述改性可膨胀石墨15-20重量份，所述白炭黑15-25重量份，所述云母15-20重量份，所述甲基乙烯基硅橡胶1-3重量份，所述成碳剂5-10重量份。

所述交联剂为具有碳碳双键的有机化合物，并具有如下通式(i)的结构：

其中，r1、r3独立地为h、卤素原子、c1-c5烷基、c1-c5烷氧基，优选的，r1、r3独立地为卤素原子；r2为苯基、吡啶基、哌啶基、咪唑基、-o-、-s-、-nh-，优选的，r2为-nh-。

其中，所述卤素原子选自氟原子、氯原子和溴原子；所述c1-c5烷基优选甲基、乙基、丙基，c1-c5烷氧基优选甲氧基、乙氧基、丙氧基。

在所述框式压条的制备原料中，所述交联剂的用量为0.1-0.5重量份。

所述交联剂能够提高所述甲基乙烯基硅橡胶、环氧树脂和聚硫橡胶的相容性和乙烯含量，进而提高所述框式压条的抗压缩永久变形性能。

本发明中意料不到地发现，所述橡胶在所述改性可膨胀石墨的外层形成包覆，使得改性可膨胀石墨在受热膨胀时，外部受到阻力，也达到适当降低膨胀容积的目的。另外，所述钛酸酯偶联剂还能够促进所述橡胶、环氧树脂与玻璃的结合，使用所述聚硫橡胶和钛酸酯偶联剂制备的所述框式压条对玻璃具有一定的粘黏性，对玻璃起到了固定作用，同时提高了玻璃和窗框或窗扇之间的密封性，防止玻璃脱落。

优选的，所述框式压条的制备原料还可以包括固化剂、无烟剂和阻燃增塑剂。优选的，所述固化剂为三聚磷酸硅。所述无烟剂选自氢氧化铝、氢氧化镁或碳酸钙。所述阻燃增塑剂选自磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己酯)、环氧油酸酯和氯化石蜡。

在所述框式压条的制备原料中，所述固化剂1-5重量份，所述阻燃增塑剂10-20重量份，所述无烟剂1-3重量份。

所述框式压条的制备方法包括：(1)将所述改性可膨胀石墨的原料混合后进行化学反应，反应温度为50-80℃，得到所述改性可膨胀石墨；(2)所述框式压条的原料熔融混合后，进行挤出或注塑成型，所述挤出或注塑的温度为140-170℃，弯折，定型，切倒角，得到所述框式压条。

所述框式压条的单元包括主板，以及与所述主板呈直角而向同一侧弯折而成的相对的两个翼板，所述翼板两端的边缘设有倒角，所述主板用于包覆并完全贴合玻璃断面，所述翼板分别用于包覆并完全贴合玻璃两个侧面的边缘，相邻单元的两个同侧翼板在所述倒角处无缝对接。

所述n为3-50，优选的，n为4-10。在n个相邻的两个不同方向的玻璃断面的连接处，其中n-1处的所述单元的主板是相连的，第n处是起始单元的首端与末尾单元的末端之间的开口对接连接。

每个所述单元包括主板和翼板，所述翼板包括第一翼板和第二翼板，所述第一翼板和第二翼板设置在主板两侧，并分别与主板垂直。

所述第一翼板和第二翼板分别垂直于主板，使得所述框式压条适应玻璃断面的边缘的直角结构，进而使得所述框式压条的主板能够与玻璃的断面贴合，翼板能够与玻璃两个侧面的边缘贴合，实现对玻璃边缘的包覆。

优选的，所述框式压条的主板和翼板为平整的平面，在与玻璃的断面和侧面贴合时能够实现无缝贴合，使得包覆上所述框式压条的玻璃安装在窗框或窗扇内之后，减少玻璃与窗框或窗扇之间的缝隙，提高玻璃的密封性，降低安装难度。

所述框式压条的n个单元包覆玻璃边缘时，不同所述单元的倒角能够紧密配合。

优选的，每个所述单元的第一翼板两端的边缘处分别设有倒角，每个所述单元的第二翼板两端的边缘处分别设有倒角，所述第一翼板和第二翼板在主板宽度的方向上相对应的倒角的角度相同。相邻两个所述单元的第一翼板的倒角角度之和等于所述玻璃断面的连接处的角度，即所述第二翼板的倒角角度之和也等于所述玻璃断面的连接处的角度，使得所述框式压条贴合包覆玻璃边缘时，所述第一翼板和第二翼板能够完全覆盖所述玻璃断面的连接处的两个侧面。

优选的，当所述玻璃断面的连接处的边缘角度为90度时，所述倒角均为45度。

优选的，所述框式压条与玻璃贴合的部分涂抹密封胶，使得所述框式压条与玻璃贴合更加牢固。

使用时，所述框式压条的不同单元的主板分别贴合在不同的玻璃断面上，同时所述第一翼板和第二翼板分别贴合玻璃两个侧面的边缘；相邻所述单元的主板相连，并能够沿着相邻的两个不同方向的玻璃断面的连接处弯折成任意角度，起始单元的首端与末尾单元的末端之间的开口对接连接；相邻所述单元的翼板的倒角角度之和等于所述玻璃断面的连接处的角度，使得所述框式压条包覆具有一定角度的玻璃边缘时，所述翼板的倒角部分完全覆盖所述玻璃断面的连接处，并且相邻所述单元的翼板的倒角部分在所述玻璃断面的连接处的两个侧面无缝对接。所述框式压条的表面为平整的平面，能够与玻璃断面和侧面无缝贴合。

本发明还提供一种带有所述框式压条的玻璃组件，所述玻璃的边缘包覆所述框式压条，所述玻璃组件边缘整齐并能够直接安装在窗框或窗扇内，所述玻璃组件与窗框或窗扇之间无需再填充或设置防火和/或密封部件。

所述单元的主板内侧的宽度等于玻璃断面的宽度，所述主板外侧的宽度为玻璃断面的宽度与两个翼板的厚度之和，使得所述框式压条与玻璃边缘顺利贴合。优选的，所述主板、第一翼板和第二翼板的厚度相同，所述厚度为0.5-1.5mm，所述厚度也可以根据实际情况中玻璃和窗框或窗扇的尺寸确定。

所述单元的主板的长度等于对应的玻璃断面的长度。由于所述框式压条为柔性材料，相邻所述单元的主板相连，并能够沿着相邻的两个不同方向的玻璃断面的连接处弯折成任意角度，以便适应贴合具有不同角度的所述玻璃断面的连接处。

所述玻璃组件使用方便，安装过程简便，窗框或窗扇内部的结构只考虑所述玻璃组件的安装要求即可，简化窗框或窗扇结构，降低成本。

本发明还提供所述框式压条和所述玻璃组件在防火门窗中的应用，所述框式压条和所述玻璃组件能够用于防火窗或防火门上的防火玻璃。

附图说明

图1所示为防火缓冲框式压条1中一个单元的分解结构图，其中，(a)为断面图，(b)为侧视图，(c)为立体图。

图2所示为防火缓冲框式压条1的平面展开图。

图3所示为带有框式压条的玻璃组件3示意图，其中，(a)为延a-a’面的断面图，(b)为主视图。

附图中，1-框式压条，101-主板，102-第一翼板，103-第二翼板，104-倒角，105-起始单元，106-末尾单元，2-玻璃，201-玻璃侧面，202-玻璃断面，203-玻璃断面的连接处，3-带有框式压条的玻璃组件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

制备实施例1-7和制备对比例1-3使用甲基乙烯基硅橡胶110-3，环氧树脂为双酚a型环氧树脂和双酚f型环氧树脂，聚硫橡胶为液体聚硫橡胶，阻燃增塑剂为磷酸三丁酯，柔性树脂为聚硅氧烷树脂，固化剂为三聚磷酸硅，成碳剂为季戊四醇，无烟剂为碳酸钙，有机插层剂为乙酸，氧化剂为双氧水和硝酸，引发剂为过氧化二苯甲酰，交联剂的分子结构式如式(ⅱ)：

制备实施例1

本制备实施例的框式压条的原料的用量为：聚硅氧烷树脂为30重量份，环氧树脂8重量份，改性可膨胀石墨15重量份，白炭黑15重量份，云母15重量份，甲基乙烯基硅橡胶3重量份，聚硫橡胶5重量份，交联剂0.1重量份，固化剂5重量份，成碳剂7重量份，阻燃增塑剂20重量份，无烟剂3重量份。

其中，改性可膨胀石墨的原料的用量为：天然鳞片石墨10重量份，有机插层剂3重量份，苄胺5重量份，氧化剂5重量份，钛酸酯偶联剂3重量份，引发剂0.2重量份。

防火缓冲框式压条的制备：(1)将改性可膨胀石墨的原料混合后进行化学反应，反应温度为60℃，得到改性可膨胀石墨；(2)框式压条的原料熔融混合后，进行挤出成型，挤出温度为160℃，弯折，定型，切倒角，得到框式压条。

制备实施例2

其他条件与制备实施例1相同，不同之处在于改性可膨胀石墨内芯的原料组成中，改性可膨胀石墨为18重量份。

制备实施例3

其他条件与制备实施例1相同，不同之处在于改性可膨胀石墨内芯的原料组成中，改性可膨胀石墨为20重量份。

制备实施例4

其他条件与制备实施例1相同，不同之处在于柔性橡胶外壳的原料组成中，甲基乙烯基硅橡胶为2重量份。

制备实施例5

其他条件与制备实施例1相同，不同之处在于柔性橡胶外壳的原料组成中，甲基乙烯基硅橡胶为1重量份。

制备实施例6

其他条件与制备实施例1相同，不同之处在于柔性橡胶外壳的原料组成中，环氧树脂5重量份，聚硫橡胶3重量份。

制备实施例7

其他条件与制备实施例1相同，不同之处在于柔性橡胶外壳的原料组成中，环氧树脂3重量份，聚硫橡胶1重量份。

制备对比例1

其他条件与制备实施例1相同，不同之处在于使用的改性可膨胀石墨的原料的用量为：天然鳞片石墨10重量份，有机插层剂3重量份，氧化剂5重量份，引发剂0.2重量份。

制备对比例2

其他条件与制备实施例1相同，不同之处在于使用的改性可膨胀石墨的原料的用量为：天然鳞片石墨10重量份，有机插层剂3重量份，钛酸酯偶联剂3重量份，氧化剂5重量份，引发剂0.2重量份。

制备对比例3

其他条件与制备实施例1相同，不同之处在于使用的改性可膨胀石墨的原料的用量为：天然鳞片石墨10重量份，有机插层剂3重量份，苄胺5重量份，氧化剂5重量份，引发剂0.2重量份。

制备对比例4

其他条件与制备实施例5相同，不同之处在于使用天然橡胶代替甲基乙烯基硅橡胶。

制备对比例5

其他条件与制备实施例7相同，不同之处在于使用天然橡胶代替环氧树脂和聚硫橡胶。

表1制备实施例和制备对比例的性能比较

表1，制备实施例1-3中改性可膨胀石墨的用量分别为15、18和20重量份，它们燃烧后膨胀倍率分别为1.2、1.5和1.6，可见改变改性可膨胀石墨能够控制防火缓冲框式压条燃烧后的膨胀倍率，便于根据实际需要选择合适的防火缓冲框式压条。而制备对比例1使用的改性可膨胀石墨的原料中未添加苄胺和钛酸酯偶联剂，燃烧后膨胀倍率为3倍，使用时可能膨胀过度，对窗扇或窗框造成损坏。制备对比例2使用的改性可膨胀石墨的原料中未添加苄胺，燃烧后膨胀倍率为2.1倍，膨胀倍率比制备对比例1有所降低，但使用时也可能对窗扇或窗框造成损坏。制备对比例3使用的改性可膨胀石墨的原料中未添加钛酸酯偶联剂，燃烧后膨胀倍率为1.9倍，膨胀倍率与制备对比例2基本处于相同水平，使用时也可能对窗扇或窗框造成损坏。

制备实施例1、4和5中甲基乙烯基硅橡胶的用量分别为3、2和1重量份，它们的压缩永久变形参数分别为5.3％、6.46％和7.23％，可见甲基乙烯基硅橡胶对防火缓冲框式压条的压缩永久变形参数具有影响，加入甲基乙烯基硅橡胶能够改善压条的弹性，降低压缩永久变形，使得压条保持形状，从而保持良好的密封性，而制备对比例4未添加甲基乙烯基硅橡胶，压缩永久变形参数为12％，说明变形严重，影响玻璃的密闭性。制备实施例1、6和7中环氧树脂和聚硫橡胶的用量逐渐减小，对应的粘结性分别为±20％、±24％和±30％，而制备对比例5中不含环氧树脂和聚硫橡胶，粘结性为±50％，说明环氧树脂和聚硫橡胶的存在对压条和玻璃之间的粘黏性具有影响。

实施例1

本实施例使用的防火缓冲框式压条1为制备实施例1的防火缓冲框式压条1。

本实施例的防火缓冲框式压条1中一个单元的分解结构如图1所示，框式压条1的一个单元包括主板101和翼板，主板101的两侧分别设有第一翼板102和第二翼板103，并且第一翼板102和第二翼板103分别与主板101垂直，使得框式压条1适应玻璃断面202的边缘的直角结构，进而使得框式压条1的主板101能够与玻璃断面202贴合，翼板能够与两个玻璃侧面201贴合，实现对玻璃边缘的包覆。

框式压条1的主板101和翼板为平整的平面，在与玻璃断面202和玻璃侧面201贴合时能够实现无缝贴合，使得包覆上框式压条1的玻璃2安装在窗框或窗扇内之后，减少玻璃2与窗框或窗扇之间的缝隙，提高玻璃2的密封性，降低安装难度。

主板101的第一翼板102两端的边缘处分别设有倒角104，每段主板101的第二翼板103两端的边缘处分别设有倒角104，第一翼板102和第二翼板103在主板101宽度的方向上相对应的倒角104的角度相同，均为45度。

框式压条1的平面展开图如图2所示，框式压条1包括4个单元，相邻单元的主板101相互连接，使得框式压条1成为一体，框式压条1的两端分别为起始单元105和末尾单元106，每个单元的主板101的两侧分别设有第一翼板102和第二翼板103。

实施例2

本实施例使用的防火缓冲框式压条1为制备实施例1的防火缓冲框式压条1。

本实施例的带有框式压条的玻璃组件3示意图如图3所示，在4个相邻的两个不同方向的玻璃断面的连接处203，其中3处的单元的主板101是相连的，第4处是起始单元105的首端与末尾单元106的末端之间的开口对接连接。

主板101贴合玻璃断面202，第一翼板102和第二翼板103分别贴合两个玻璃侧面201。主板101内侧的宽度等于玻璃断面202的宽度，主板101外侧的宽度为玻璃断面202的宽度与第一翼板102和第二翼板103的厚度之和，使得框式压条1与玻璃2边缘顺利贴合。主板101、第一翼板102和第二翼板103的厚度相同，厚度为1mm。每个单元的主板101的长度等于对应的玻璃断面202的长度，由于框式压条1为柔性材料，相邻单元的主板101相连，并能够沿着相邻的两个不同方向的玻璃断面的连接处203弯折成任意角度，以便适应贴合具有不同角度的玻璃断面的连接处203。

框式压条1的不同单元的主板101分别贴合在不同的玻璃断面202上，同时第一翼板102和第二翼板103分别贴合两个玻璃侧面201的边缘；相邻单元的主板101相连，并能够沿着相邻的两个不同方向的玻璃断面的连接处203弯折成90度，起始单元105的首端与末尾单元106的末端之间的开口对接连接；相邻单元的翼板的倒角角度之和等于玻璃断面的连接处203的角度，即为90度，使得翼板的倒角104部分完全覆盖玻璃断面的连接处203，并且相邻单元的翼板的倒角104部分在玻璃断面的连接处203的两个侧面无缝对接。框式压条1的表面为平整的平面，能够与玻璃断面202和侧面201无缝贴合。

玻璃2的边缘包覆框式压条1即为带有框式压条的玻璃组件3，带有框式压条的玻璃组件3的边缘整齐并能够直接安装在窗框或窗扇内，带有框式压条的玻璃组件3与窗框或窗扇之间无需再填充或设置防火和/或密封部件，使用方便，安装过程简便。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。