建筑高层防火分隔的关键弱点在于接缝密封材料。近期发表于《建筑研究》（Architectural Research）的一项研究表明，一种掺入二氧化硅气凝胶和纳米石墨烯片的改性硅酮密封胶，在标准化耐火测试中同时满足完整性和隔热性要求超过60分钟，而传统对照配方在加热约40分钟后即失效。
传统防火密封胶依赖大量氢氧化铝、氧化铁等无机填料提升阻燃性，但会削弱密封胶应对建筑日常形变和长期老化的弹性与附着力。新配方利用两种纳米材料互补：二氧化硅气凝胶孔隙率超90%，室温热导率约0.013 W/(m·K)，其纳米多孔结构可阻断传热路径；纳米石墨烯片（厚度约1纳米）作为物理屏障阻碍气体与热量迁移，并促进致密炭层形成以隔绝氧气和可燃分解气体。
针对纳米材料易在高表面能聚合物基体中团聚的问题，研究团队采用表面改性策略：通过常压等离子体处理在颗粒表面生成活性官能团，随后将二氧化硅气凝胶浸入磷酸铵水溶液，并将纳米石墨烯片浸入硅烷乳液，诱导树脂与纳米材料发生化学交联，改善界面结合。
实验以100重量份改性硅酮树脂为基准，对比五组配方。对照组不含纳米材料，实验组1至3逐步添加未处理的气凝胶与石墨烯片及硼处理钛粉等助剂，实验组4则使用表面改性的纳米材料。机械测试显示，实验组4拉伸强度达41 kgf/cm²，较对照组（28 kgf/cm²）提升46.43%；附着力升至30 kgf/cm²，增幅约15.38%。热重分析表明，实验组在高温分解阶段的额外质量损失仅约0.1%，显著低于对照组的15.15%。所有实验组均达到UL-94 V-0最高阻燃等级，其中实验组4残焰时间最短（约5秒），炭层最均匀。经200℃加速热老化四周后，实验组4仍保留初始拉伸强度的85%以上。
依据韩国标准KS F 2845进行的决定性测试中，7毫米厚密封胶层在钢化玻璃组件上暴露于标准火灾温升曲线60分钟。对照组在约37分钟时背火面温度骤升，40分钟出现火焰穿透；而实验组1至4全程保持稳定，未发生火焰穿透，满足完整性与隔热要求。作者指出，该性能源于气凝胶初期抑制热传递（内部温度维持在约200℃以下），以及石墨烯增强炭层在高温下阻隔氧气与热量扩散的协同作用。整体防护机制呈序列式：气凝胶初期阻挡热辐射，氢氧化铝在约220℃以上吸热分解释放水蒸气降温，纳米石墨烯片在300至600℃区间限制气体迁移并形成炭骨架，保护气凝胶框架在600℃以上不坍塌。
该研究目前为实验室尺度配方样品结果，尚未经过现场安装验证，耐火评估仅覆盖60分钟时长。尽管如此，作者认为该混合体系在提升建筑围护结构与防火分隔系统可靠性方面具有显著潜力，有助于解决有机密封胶在高温下软化、收缩、丧失附着力从而引发火焰与有毒气体蔓延的行业难题。
资料来源：bioengineer.org；原文发布日期：2026-10-29。本文为资料编译。