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船用防火玻璃

文档作者：卢志安宋炯生刘景柱文档来源： 1．秦皇岛玻璃工业研究设计院 2．德州振华装饰玻璃有限公司		点击数：	更新时间： 2021年11月20日
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全国性建材科技期刊——《玻璃》2006年第1期总第184期
船用防火玻璃
卢志安 宋炯生 刘景柱
(1．秦皇岛玻璃工业研究设计院 秦皇岛市066001；2．德州振华装饰玻璃有限公司 德州市 253007)
摘要采用DAAM 阻燃聚合物的船用防火玻璃，聚合物组成中包括防冻剂、耐紫外线添加剂、交联剂等成
份，其性能指标远远超出国家标准要求。本文分析了船用防火玻璃产品结构、聚合物特性和生产工艺。
关键词 船用防火玻璃DAAM 阻燃聚合物
中图分类号：TQ]71 文献标识码：A 文章编号：1003—1987(2006)01—0057—03
我国造船业连续1O年居世界第三位，据统计
2005年中国造船产量将突破1000万载重吨，约占
世界造船份额的l8 _1]。随着造船业的蓬勃发展，
我国船舶配套产业的相对落后成为船舶工业发展的
羁绊，船用防火玻璃就是在此背景下进行研制开发
的新产品。
船用防火玻璃是在规定的耐火试验中能够保持
其完整性和隔热性的特种玻璃[2]，包括舷窗防火玻
璃和矩形窗防火玻璃，外表面玻璃板是钢化安全玻
璃，内表面玻璃板材料类型可任意选择。应用于远
洋油轮、化学品船、运输船等的各类船舶及海上钻
井平台。现行的IMO FTPC和IMO A．754 (18)
等有关船舶防火结构的国际耐火实验试验规则和耐
火程序包括了船舶A级、B级和F级等实验内容，
H级标准耐火结构试验大纲满足海上钻井平台H一
120级防火窗使用要求。本文主要以A一6O级(注；
A-6O级是指经过60 min试验后，火焰不穿透。此
外，在60 min内，背火面玻璃的平均温度升高不
超过起始139℃ ，玻璃外表面的任何地方，温度升
高也不得超过起始温度180℃)船用防火窗分析船
用防火玻璃产品的结构、聚合物特性、产品性能和
生产工艺。
2 船用防火玻璃
2．1 船用防火玻璃产品形式和结构
船用防火玻璃产品一般以防火玻璃组合件和防
浪玻璃+空气层+防火玻璃组合件形式出现，结构
按玻璃组合分为单腔和多腔两种。典型的防火玻璃
组合件见图1，直接使用时主玻璃板厚度为15
mm、19 mm、20 mm；隔条材料可以是不锈钢或
玻璃，隔条和外表面玻璃用阻燃结构胶密封；矩形
框窗R角要求100～120 mm；A一60级防火玻璃用
凝胶层厚度15 mm。多层腔结构代表的A一6O级防
火玻璃总厚度27 mm，产品结构为6 mm玻璃+5
mm胶层+5 mm 玻璃+5 mm胶层+6 mm玻璃。
耐火凝胶
钢化玻璃
玻璃镶条
主玻璃板
背火面
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全国性建材科技期刊——《玻璃》2006年第1期总第184期
恰当配比。该聚合物对持续发挥防火保护作用和优
异理化性能十分重要。其组成见表1。
裹1 阻燃聚合物配比 ／
聚合物单体(成膜荆)(DAAM) 3～30
阻燃荆(NaCI，MgClz．6H20) 1O～5O
耐紫外线舔加荆 0～1
交联荆 0～1
防冻剂 0～5
增塑荆(CsH,zO4) 1～10
抑菌剂(CH20)xlO lO
固化荆 O～O．1
PH调节剂(H3PO4) o～o．1
溶剂(H2O) 2o～60
2．2．2 阻燃聚合物单体的选择
比较适合成膜的水溶性聚合物主要有PVA、
醋酸乙烯、氨基树脂、脲醛树脂、三聚氰胺、丙烯
酰胺等，从优异的耐盐性能、化学稳定性好及耐高
温性能考虑选择DAAM 作为聚合物单体。而无机
水溶性硅酸盐和磷酸盐不易于生产控制。
2．2．3 聚合物阻燃剂的选择
氯化镁是一种常用的防火剂，它在不同阶段的
96～ 117℃ ·
MgC12·6H2O 与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
由于氯化镁的熔点较低(714"C)，加入氯化钠
(熔点804℃)，可明显提高其防火的能力，还可增
强聚合物结构强度，保证聚合物受火时灰分不飞散
从而提供持续的耐火时间。
阻燃剂NaC1和MgC12·6H2O二者溶解度
见表2。在0～100℃ NaC1的溶解度变化极小，
MgC12·6H O在0～50℃ 的溶解度变化也不大。
采用合理的比例NaC1：MgC12·6H20—1： (1．0
～ 3．0)，可以实现在O～30℃环境中精确控制生产
温度下，其反应 。 为： 过程。
裹2 NaCI和MgCI2．6H2O在100克水中最多溶解克数
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 阻燃聚合物功能组分
(1)阻燃聚合物用防冻剂：当NaC1：MgC12·
6HzO比例合理时，聚合物冰点可降低至一2O℃ ，
由于船用防火玻璃使用条件更加苛刻，加入0～5
的防冻剂，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线添加剂：聚合物中
使用0～1％的耐紫外线添加剂可获得极好耐辐照性
能，通过400 h汽车安全玻璃耐辐照试验，可满足
船用防火玻璃长时间赤道阳光直射外观不变化要求。
(3)阻燃聚合物用抑菌剂：为防止海洋环境细
菌在聚合物中滋生而引起透明度变化，聚合物中使
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用抑菌剂即lO×10 的CH。O溶液。
(4)阻燃聚合物用PH调节剂：按2．2．1中配
比各种成分溶解在水中，使用PH调节剂H。PO
调节溶液PH值4～6。
3 船用防火玻璃的性能测试及结果
采用DAAM 聚合物制造的船用防火玻璃，根
据GB 15763-1995 防火玻璃和国际海事组织
(IMO) 《国际耐火实验程序应用规则》引用试验
标准IMO A．754 (18)对船用防火玻璃进行性能
测试，试验项目包括尺寸及允许公差、外观质量、
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弯曲度、透光度、光学位偏移、耐热性能、耐寒性
能、耐辐射性能、抗冲压性等。样品尺寸为464×
644× (20+ 20+ 6) mE 、300 mE × 300 mE ×
(20+20+6)mE 和300 mE×76 mE× (20+ 20
+6)，测试结论均合格。耐火性能试样规格1090
mmX1890 mm× (2O+20+6)mE，按国际海事
组织(IM0)《国际耐火实验程序应用规则》引用
试验标准IMO A．754(18)对船用防火玻璃进行
耐火性能测试，结果：隔热性：60 min，完整性：
60 min， 耐火等级：A一6O级， 试验持续至：
61 min。
4 船用防火玻璃的生产工艺
将满足船用要求的优质浮法玻璃按用户尺寸要
求使用切割机切裁，磨边清洗处理后，在钢化炉中
钢化成船用钢化玻璃，用处理剂处理玻璃内表面，
然后用金属隔框或玻璃隔条合片。
将各组成成分溶于水配制成DAAM 聚合物溶
液，该溶液经过多层过滤，加入固化剂配制成防火
胶灌入上述玻璃空腔中，在室内聚合固化。固化后
将玻璃封口封边处理并进行胶层强度强化处理，经
检验合格，对产品标识，包装入库，船用防火玻璃
制造完成。
船用防火玻璃生产过程采用简易装置实现，具
体工艺流程图见图1。
图1 船用防火玻璃生产工艺流程
船用防火玻璃生产过程生产要点如下：
(1)生产过程中NaCI：MgC1 ·6H O控制在
1： (1．0 ～3．0 )之间，可以在0～3O℃环境
中精确控制生产过程。
(2)生产过程的灌浆过程应在N2环境下进
行『5]，以避免收缩形成空隙空气阻聚现象。根据我
国工业生产条件，采用了补液器装置，使空腔外有
多余的浆液，无阻聚现象发生
(3)生产过程中聚合条件应在室温环境下进
行[5]，根据我国化工产品品质，采用了室温聚合+
强化处理的聚合条件，聚合物聚合度97 以上，
稳定性好。
(4)生产过程玻璃内表面做改性处理，采用了
硅烷+疏水剂处理，聚合物和玻璃结合力提高并更
加均匀。
5 结 论
(1)采用DAAM 阻燃聚合物的船用防火玻璃
具有优异的使用性能。
(2)船用防火玻璃采用室温聚合+强化处理的
聚合条件，DAAM 阻燃聚合物的聚合度提高。
参考文献
[1]来源：http：／／data．acmr．corn．en新华网
[2]中华人民共和国国家标准GB 15763-1995．《防火玻璃
fire-resistant glass))
[3]来源：http：／／www．cnsah．cn中国盐业协会网中国盐
化工氯化镁(佚名，2004年12月13日，684)
[4]化工百科全书[M]．北京：化学工业出版社
[5]Holzer，et a1．《Fire-resistant glazing and method of mak—
ing same United States Patent 5223313 June 29，1993
鸣谢：感谢秦皇岛耀华工业技术玻璃厂提供船用防火玻璃性
能测试数据

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