CN1408665A - 玻璃板和凝胶体层以夹层方式构成的防火玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是由玻璃板和凝胶层以夹层结构构成的防火玻璃，其中，凝胶层是由胺盐和酸性金属磷酸盐或由胺盐、酸性金属磷酸盐和硼酸制成的水溶液的凝胶组份的反应产物，它充填到复合板的玻璃板间的间隙中并经加热而胶凝。防火玻璃经简单的制造在经久保持清澈性的条件下得到对紫外线和温度有高的稳定性，凝胶组份的混合物中加入胶态的硅酸的水溶胶液中并胶凝。

Description

玻璃板和凝胶体层以夹层 方式构成的防火玻璃

发明领域

本发明涉及的是由玻璃板和凝胶体层以夹层方式构成的防火玻璃，这里的凝胶层是凝胶组分的反应产物，它由胺盐和酸性金属磷酸盐或是由胺盐、酸性金属磷酸盐和硼酸的水溶液组成，它填充在复合板的玻璃板间的间隙中并通过加热而胶凝。

现有技术

由DE 4236936A1已知一种用这种凝胶组分制造夹层结构的防火玻璃。这种已知的防火玻璃与本发明的防火玻璃是不同的，它没有使用真正凝胶体层，而是具有高粘度的溶液层制成防火玻璃，如DE 3 729 867 A1所述。以这种方式的凝胶构成的防火玻璃在制造上是简单的，也有很好的防火性能，但在实际应用时表明其加工性和稳定性能较差。

有关这方面的防火玻璃如EP 0 732 388 B1，EP 0 582 168 B1和EP 0596 324 B1所述，并基于引入以水作为水介质基的凝胶成分。

基于铝-磷酸盐-胺盐的防火玻璃其制造过程十分困难。尤其是因其高的粘度使得凝胶成份的脱气的前处理时间很长且使得它难以充入到夹层结构中。这种长的，不固定的胶凝时间对于要保持产品质量稳定和可计划的生产周期的要求来说需化可观的费用。其在原则上对紫外线和温度有良好的稳定性，由于其后处理过程的缺陷造成材料缺陷(凝胶裂纹)。

另一种已知的，在市场上已有的防火玻璃是基于有机添加物改良的水玻璃凝胶。这种防火玻璃具有高的防火性能，但它同样是有不良的稳定性。另外含水玻璃的防火玻璃在紫外线和温度持续作用下形成气泡，这在一些时间后对复合板的光学性能是有本质上的恶化。因而，尤其是在其正面对于有这种影响凝胶层的防火玻璃须有另外的保护措施，如紫外线保护膜。

还有使用水凝胶作为防火材料的防火玻璃。由于其凝胶层的层厚很大，使得其防火玻璃的面重显著，因而只能提供标准尺寸的防火玻璃。由于其重量太大该防火玻璃不能普遍适用而只能用于特定的场合。

从DE 4401636C2公开的一种粘合材料和涂层材料，这是一种由铝-磷酸盐-胺盐和硅溶胶组成的混合物。虽然其具有膨胀特性，由于其透明度的缺陷该混合物不能应用于防火玻璃。使用这种涂层受限于其大的层厚且总系统必须具有很好的透光性和无光散射。

本发明内容

本发明的任务是提供这样一种防火玻璃，它在标准情况下长期保持透明、对紫外线和温度具有高稳定性，且在生产中操作处理简单。

按本发明解决了这任务，它是将凝胶成份混合物加入硅酸胶体的水溶胶中并进行胶凝化。

这时这种水介质基本上在短时间内胶凝凝胶组份并可以合理地制造防火玻璃。由于大大减少了输出的粘度且意外得到一种硬的凝胶，使得总体系的加工处理性能得到明显改善。在胶凝时微小的收缩使得生产大大地简化。意外地得到高透明性的凝胶层，使其在制造防火玻璃中第一次使用给定的混合物。

作为硅酸溶胶可使用商业上惯用的硅酸溶胶。它通常是通过稀释的碱金属硅酸盐溶液经离子交换处理而制成。所用的硅酸溶胶按实施方案其微粒的比表面在50至500m²/g之内。该硅酸溶胶的固体含量为10至50重量％且其pH值在7至8之间。

作为凝胶组份优选使用由酸性金属磷酸盐和硼酸的胺盐的混合物。该酸性金属磷酸盐优选通过由氢氧化铝和正磷酸的反应而制得，也可以是由磷酸盐和磷酸以及加入另外的金属化合物的混合物的反应产物。一种很适合的混合物如由1mol氢氧化铝与一种多当量的正磷酸，优选是3至5mol的正磷酸反应而制得。硼酸的铵盐是通过水溶性优选为脂族胺与硼酸反应而制得。优选的硼酸与脂族胺的比例为1比2至1比4。作为胺可以是伯胺，仲胺或叔胺或者是它们的混合物，其中所用的伯胺优选的如单乙醇胺。

对混合物组成铝-磷酸盐-胺盐溶液在温度10至75℃，最好20至60℃之间预先胶凝。在胶凝前的溶液的pH值用碱溶液调节到pH值为5.8至6.5或8至10。尤其适宜的是氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液。尤其是在pH值在5.8至6.5的范围内可加入水溶性的胺。硅酸溶胶要在剧烈的搅拌下加入。混合物的比例可在1比0.005至1比0.25之间。这样形成的溶液几乎是清彻透明的。

经脱气处理后将溶液注入到多层复合板中并在干燥箱在50至120℃的温度下胶凝。该胶凝过程可以一步或经多步完成，这样得到的凝胶是清彻和透明的。

复合板可由硅酸钠玻璃和/或硅酸硼玻璃构成。这构成了用于具有紫外线敏感的内部组成的化合物中作为紫外线或温度的保护的子系统。

在胶凝后可将防火玻璃料裁剪成为所要求的尺寸，复合板边缘是折断和封闭的。

将防火物料注入例如标准的4×3mm硅酸钠玻璃板的复合板的3×1.5mm的中间空隙之间。这里复合板在流体静压下封闭并接着在90℃的干燥箱加热。在2至8小时后防火物料胶凝成坚硬的凝胶。这时已不再存在流体静压。经过剪裁为所要求的复合板大小后，其侧面进行封闭并密封。

这样制成的复合板表明是高质量的和具有高机械强度的并具有高的气候稳定性的防火玻璃。该复合板可以和功能性玻璃组合使用。

                       实施例

对于按本发明的防火玻璃的实施例描述其所应用的凝胶组成。

第一步是将100g Al(OH)₃溶解在445g 65％的磷酸溶液中，该溶液在90℃的温度下搅拌1小时。

第二步是将125g H₃BO₃溶于260g 98％的H₂-N-CH₂-CH₂OH中并在90℃加热1小时。

将以上两步得到的水溶液混合并加入50％的NaOH使pH值调到6.5。然后再在65℃下向调好的上述溶液中加入10g 30％的硅酸溶胶(220m²/g)。

将这样得到的防火物质(凝胶组份)在注入复合板中之前，先进行脱气处理。该凝胶组份在注入复合板之前在温度为20至60℃的条件下进行前处理。

凝胶过程是在50℃至120℃的温度下一次或多次进行的且时间为1小时至24小时。

作为上述实施例给出的混合物的各组成的量也给出了其相互的比例。根据所需要的凝胶组成的量混合相应倍数的各组成。

复合板可包括n块玻璃板和(n-1)个凝胶层，这里n≥2，如n＝4。

Claims (11)

1.由玻璃板和凝胶层以夹层结构构成的防火玻璃，其中，凝胶层是凝胶组份的反应产物，它是由胺盐和酸性金属磷酸盐或是由胺盐、酸性金属磷酸盐和硼酸的水状溶液所构成，将它充填在玻璃板之间的间隙中通过加热胶凝结而制成，其特征为，凝胶组成的混合物加入胶态硅酸的水溶液中并胶凝。

2.按权利要求1的防火玻璃，其特征为，凝胶组分的硅酸的微粒按BET-法测量其比表面积为50至500m²/g。

3.按权利要求1或2的防火玻璃，其特征为，该硅酸的固体含量为10至55重量％，凝胶组成含有25～85重量％的胺盐和金属磷酸盐或胺盐、金属磷酸盐和硼酸的水溶液且凝胶组份的混合物中固体含量为30至75重量％。

4.按权利要求1至3的防火玻璃，其特征为，其凝胶组成的pH值调节到5.8至6.5或8至10。

5.按权利要求4的防火玻璃，其特征为，其pH值是通过添加氢氧化钠或氢氧化钾水溶液或水溶性的胺而进行调节。

6.按权利要求1至5的防火玻璃，其特征为，其胺盐和金属磷酸盐或胺盐、金属磷酸盐和硼酸的水溶液混合物与硅酸溶胶的比例为1比0.005至1比0.25。

7.按权利要求1至6的防火玻璃，其特征为，在由胺盐和金属磷酸盐或由胺盐、金属磷酸盐和硼酸的水溶液构成的混合物中可加入如防氧化剂、粘接剂、还原剂，紫外线-稳定剂和发泡剂等硅酸溶胶的添加剂。

8.按权利要求1至7的防火玻璃的制造方法，其中，在复合板内注入凝胶组份，对其边缘因流体静力作用而封闭，其中，凝胶成份是充填入复合板中且通过加热胶凝并将这样制成的复合板裁剪成所希望的尺寸大小，在其边缘进行密封和封闭，其特征为，在将凝胶成份充填进复合板中之前，其第一步是将100g Al(OH)₃放入到445g 65％的磷酸中在90℃下搅拌1小时而制成水溶液且第二步是将125g HBO₃加入到250g 98％的H₂N-CH₂-CH₂OH中并在90℃的温度下搅拌1小时制成水溶液，将这两种水溶液混合并用50％的NaOH将其pH值调为约6.5，这样制成的水溶液在55℃的温度下加入10g 30％的硅酸溶胶并使凝胶组份以使用所必要的相应组份的给定比例构成并充填进复合板。

9.按权利要求8的方法，其特征为，凝胶组份在经前处理后在20至60℃的温度下直接充填进复合板。

10.按权利要求8或9的方法，其特征为，胶凝过程是在温度为50至120℃之间的条件下经1至24小时直接进行或以几步完成。

11.按权利要求8至10的方法，其特征为，硅酸溶胶在强烈搅拌的条件下加入到pH值调好的水溶液中，其中，水溶液和硅酸溶胶的比例为1比0.005至1比0.25。