CS263871B1

CS263871B1 - in the preparation of a non-flammable glazing element with increased fire resistance

Info

Publication number: CS263871B1
Application number: CS878049A
Authority: CS
Inventors: Karel Ing Loebel; Jiri Ing Vachuda; Frantisek Ing Iacek
Original assignee: Karel Ing Loebel; Jiri Ing Vachuda; Frantisek Ing Iacek
Priority date: 1987-11-10
Filing date: 1987-11-10
Publication date: 1989-05-12
Also published as: CS804987A1

Abstract

Polymerizační vodný roztok obsahuje N-methylnlakrylamid a/nebo N-methyloilmethakry.lamid a dále alespoň jednu sloučeninu ze skupiny zahrnující kyselinu akrylovou, methakrylovou, alkalický akrylan a methakrylan. Celkový obsah těchto monomerních akrylových sloučenin ve vodném roztoku je v rozmezí 3 až 25 % hmotnostních koncentrace a celkový obsah iniciátorů jejich polymerace je 0,01 až 3 % hmot. koncentrace. Polymerací se z vodného polymerizačního roztoku získá hydrogelní mezivrstva kopolymeru akrylových sloučenin. Mezivrstva vyplňuje prostor mezi planpairalelními tabulemi skla v zasklívacím prvku. Složení vodného roztoku zajišťuje dobrou adhezí mezivrstvy ke sklu a její dobrou kohezi.The polymerization aqueous solution contains N-methyl-acrylamide and/or N-methyloylmethacrylamide and further at least one compound from the group comprising acrylic acid, methacrylic acid, alkali acrylate and methacrylate. The total content of these monomeric acrylic compounds in the aqueous solution is in the range of 3 to 25% by weight concentration and the total content of their polymerization initiators is 0.01 to 3% by weight concentration. By polymerization, a hydrogel interlayer of a copolymer of acrylic compounds is obtained from the aqueous polymerization solution. The interlayer fills the space between the planar parallel glass panes in the glazing element. The composition of the aqueous solution ensures good adhesion of the interlayer to the glass and its good cohesion.

Description

Vynález se týká polymerizačního roztoku pro přípravu mezivrstvy zasklívacího prvku se zvýšenou požární odolností. Polymerizaění roztok je tvořen vodným iroztokem sloučenin na bázi kyseliny akrylové a Iniciátorů jejich polymerace.The invention relates to a polymerization solution for the preparation of an intermediate layer of a glazing element with increased fire resistance. The polymerization solution consists of an aqueous solution of acrylic acid compounds and polymerization initiators.

Zasklívací prvek s požární odolností sestává ze dvou, případně více tabulí skla planparalelně uspořádaných a v okrajích utěsněných distančními vložkami. Prostor mezi tabulemi skla uvnitř zasklívacího prvku je vyplněn mezivrstvou nejrůznějších typů.The fire-resistant glazing element consists of two or more glass panes arranged in a parallel arrangement and sealed with spacers at the edges. The space between the glass panes inside the glazing element is filled with an interlayer of various types.

Základní funkce zasklívacího prvku se zvýšenou požární odolností spočívá v tom, že část tepelné energie procházející jím při požáru je spotřebována na odpařování rozpouštědla, které je součástí mezivrstev mezi tabulemi skla, čímž je zpomalován nárůst teploty na straně, která je odvrácena od požáru. Touto problematikou se zabývá například francouzský patent č. 2 243 912, který řeší způsob výroby zasklívacího prvku s požární odolností s kapalnými mezivirstvami, tvořenými roztokem anorganických solí. Francouzský patent ě. 2 453 116 popisuje způsob přípravy zasklívacího prvku s požární odolností s tuhou mezivrstvou tvořenou křemičitanov.ým hydrogelem. Patent NSR číslo 2 414 576 řeší způsob výroby zasklívacího prvku s požární odolností s tuhou mezivrstvou s použitím jiných anorganických složek hydrogelu. Použité anorganické gelové mezivrstvy však při odpařování zvětšují svůj objem a pro zachování požární odolnosti je nutné použít speciální konstrukci rámu, která je schopna pohlcovat síly, vznikající při nadouvání mezivrstev. Jinou možností je použití gelu mezivrstvy, který při odpařování rozpouštědla nezvětšuje výrazně svůj objem, jak uvádí například patent NSR č. 2 713 849, v němž je popsán zasklívací prvek s požární odolností s mezivrstvou tvořenou organickým gelem, připraveným polymerací akirylanu nebo akrylamidu zesítěného N-N-methylenbisakrylamidem.The basic function of a glazing element with increased fire resistance is that part of the thermal energy passing through it in a fire is consumed to vaporize the solvent that is part of the interlayer between the glass sheets, thereby slowing the temperature rise on the side facing away from the fire. French patent No. 2,243,912, which describes a process for producing a fire-resistant glazing element with liquid interlayers consisting of a solution of inorganic salts, deals with this problem. French patent. No. 2,453,116 discloses a process for preparing a fire-resistant glazing element with a rigid interlayer of silicate hydrogel. German Patent No. 2,414,576 discloses a method for producing a fire-resistant glazing element with a rigid intermediate layer using other inorganic hydrogel components. The inorganic gel interlayers used, however, increase in volume during evaporation, and in order to maintain the fire resistance, it is necessary to use a special frame construction which is able to absorb the forces occurring when the interlayers are swollen. Another possibility is to use an interlayer gel which does not significantly increase its volume during solvent evaporation, as described, for example, in German Patent No. 2,713,849, which discloses a fire-resistant glazing element with an organic gel interlayer prepared by polymerization of acirylan or acrylamide crosslinked NN- methylenebisacrylamide.

V tomto vynálezu je popsána polymerace za použití urychlovače polymerace, například diethylaminopropionitrilu, a za iniciace peroxidem nebo peroxosolí. Problém nízké adheze mezivrstev hydrogelu akrylamidu ke sklu řeší francouzský patent č. 2 405 905, popisující způsob zvýšení adheze mezivrstvy pomocí adhezního činidla naneseného před polymerací na tabulové sklo či tvořící součást mezivrstvy.This invention describes polymerization using a polymerization accelerator, for example diethylaminopropionitrile, and initiated with peroxide or peroxosalt. The problem of low adhesion of acrylamide hydrogel interlayers to glass is solved by French Patent No. 2,405,905, which describes a method of increasing adhesion of an interlayer by means of an adhesive applied to the sheet glass or forming part of the interlayer prior to polymerization.

Nevýhodou zasklívacího prvku s požární odolností s kapalnými mezivrstvami je možnost vytečení roztoku při eventuálním lomu tabule skla. Tuto nevýhodu nemají zasklívací prvky s tuhými mezivrstvami. Tuhý křemičitanový gel však reaguje s použitým tabulovým sklem za současného snižování světelné propustnosti. Pro odstranění tohoto nedostatku je nutno· použít další ochranné vrství na tabulovém skle. Zasklívací prvek s jinými anorganickými mezivrstvami vyžaduje speciální konstrukci rámu. Zasklívací prvek s mezivrstvami hydrogelu akrylamidu vyžaduje pro zajištění dobrých optických vlastností použití adhezních činidel, zabraňujících odlepování hydrogelu od tabulového skla. Polymerace, kterou vzniká hydrogel akrylamidu, dále vyžaduje použití urychlovače polymerace.A disadvantage of a fire-resistant glazing element with liquid interlayer is the possibility of leakage of the solution in case of possible breakage of the glass pane. Glazing elements with rigid interlayers do not have this disadvantage. However, the solid silicate gel reacts with the sheet glass used while reducing the light transmittance. To eliminate this drawback, an additional protective layer on the sheet glass must be used. The glazing element with other inorganic interlayers requires a special frame design. The acrylamide hydrogel interlayer glazing element requires the use of adhesives to prevent the hydrogel from peeling off the sheet glass to provide good optical properties. The polymerization to form the acrylamide hydrogel further requires the use of a polymerization accelerator.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u mezivrstvy připravené z vodného polymerizaěního roztoku sloučenin na bázi kyseliny akrylové a iniciátorů jejich reakce podle vynálezu. Podstata tohoto vynálezu spočívá v tom, že polymerizační roztok obsahuje 0,5 až 10 % hmot. koncentrace N-methyloakrylamidu a/nebo N-methalolmethakrylamidu a dále 0,1 až 15 % hmot. koncentrace alespoň jedné sloučeniny ze skupiny zahrnující kyselinu akrylovou, methakrylovou, alkalický akrylan a methakrylan. Polymerizační roztok obsahuje akrylové sloučeniny v celkovém množství 3 až 25^; % hmot. koncentrace a iniciátory jejich polymerizace v rozmezí 0,01 až 3 % hmot. koncentrace.These disadvantages are avoided or substantially reduced in the intermediate layer prepared from the aqueous polymerization solution of the acrylic acid compounds and their reaction initiators according to the invention. The present invention is characterized in that the polymerization solution contains 0.5 to 10 wt. % concentration of N-methyloacrylamide and / or N-methalolmethacrylamide and further 0.1 to 15 wt. a concentration of at least one of acrylic acid, methacrylic acid, alkaline acrylate and methacrylane. The polymerization solution contains acrylic compounds in a total amount of 3 to 25 ^; % wt. % and their polymerization initiators in the range of 0.01 to 3 wt. concentration.

Podstatným účinkem vynálezu je, že složení polymerizaěního roztoku pro přípravu mezivrstvy zasklívacího prvku zajišťuje dobrou adhezi mezivrstvy ke sklu bez použití adhezních činidel a rovněž dobrou kohezi mezivrstvy i za vys/kého podílu vody. V polymerizačním roztoku podle vynálezu není třeba používat urychlovače. Získaná mezivrsiva je dokonale transparentní, nereaguje s tabulemi skla, takže není třeba použít ochranných vrstev. Mezivrstva při požáru nemění výrazně svůj objem, v důsledku čehož není zapotřebí zvláštní konstrukce rámu zasklívacího prvku. Značnou výhodou polymerizačního roztoku je i nenáročná příprava provedení mezivrstvy, která se tvoří samovolnou polymerizací přímo mezi tabulemi skla zasklívacího prvku.An essential effect of the invention is that the composition of the polymerization solution for the preparation of the interlayer of the glazing element ensures good adhesion of the interlayer to the glass without the use of adhesives, as well as good interlayer cohesion even with a high water content. There is no need to use accelerators in the polymerization solution of the invention. The obtained intermediate layer is perfectly transparent, does not react with the glass sheets, so there is no need to use protective layers. In the event of a fire, the interlayer does not significantly change its volume, so that no special frame design of the glazing element is required. A considerable advantage of the polymerization solution is the undemanding preparation of the intermediate layer, which is formed by spontaneous polymerization directly between the glass panes of the glazing element.

Obsah a vzájemný poměr monomerních akrylových sloučenin v reakčním polyinerizačnlm roztoku rozhodují o výsledných vlastnostech hydrogelu. Vhodným zastoupením těchto složek se dosáhne příznivá koheze hydrogelu, zabraňujícího vytečení při eventuálním lomu skla a příznivá adheze hydrogelu ke sklu, zabraňující jeho odtrhávání od tabulí skla. Iniciace polymerace se provádí ve vodě rozpustným anorganickým redox-systémem, zejména kombinací alkalického persíranu a pyrosiřičitanu, například persíranu a pyrosiřičitanu draselného, amonného a podobně.The content and ratio of the monomeric acrylic compounds in the reaction polyinerization solution determine the resulting properties of the hydrogel. Appropriate proportions of these components achieve a favorable cohesion of the hydrogel, preventing leakage in case of possible glass breakage, and favorable adhesion of the hydrogel to the glass, preventing its separation from the glass sheets. The polymerization is initiated by a water-soluble inorganic redox system, in particular by a combination of an alkali metal persulfate and a pyrosulfite, for example, potassium, ammonium persulfate and pyrosulfite, and the like.

Následující tabulka udává ve 4 případech provedení některé z možných složení vodného polymerizačního roztoku.The following table shows, in 4 cases, some of the possible compositions of the aqueous polymerization solution.

Příklad č. Example # Složky polymerizačního roztoku Components of polymerization solution °/o hmot. koncentrace % W / w. concentration 1 1 N-methylolakirylamid kyselina akrylová K2S2O5 K2S2O8 voda Acrylic acid N-methylolakirylamide K2S2O5 K2S2O8 water 1,0 8,3 0,15 0,3 doplněk do 100 1.0 8.3 0.15 0.3 Supplement up to 100 2 2 N-methylolakrylamid kyselina methakrylová K2S2O5 K2S2O8 voda N-methylolacrylamide methacrylic acid K2S2O5 K2S2O8 water 2,0 6,0 0,25 0,4 doplněk do 100 2,0 6.0 0.25 0.4 Supplement up to 100 3 3 N-methylolmethakrylamid kyselina akrylová Na2S2O5 (N H4)2S2O8 voda N-methylolmethacrylamide acrylic acid Na2S2O5 (NH4) 2S2O8 water 7,0 2,0 0,15 0,3 doplněk do 100 7.0 2,0 0.15 0.3 Supplement up to 100 4 4 N-methylolmethakrylamid akrylan sodný Na2S2O5 Na2S2O8 voda Sodium acrylate N-methylolmethacrylamide Na2S2O5 Na2S2O8 water 3,5 15,0 0 25 0,4 doplněk do 100 3.5 15.0 0 25 0.4 Supplement up to 100

Polymerizací polymerizačního roztoku se získá mezivrstva tvořená hydrogelem kopolymeru N-methylolakrylamidu a/nebo methylolmethylakirylamidu a kyseliny akrylové a/nebo methakrylové či jejich alkalických solí.Polymerization of the polymerization solution yields an intermediate layer formed by the hydrogel of a copolymer of N-methylolacrylamide and / or methylolmethylacirylamide and acrylic and / or methacrylic acid or their alkali salts.

Požární odolnost zasklívacího prvku s mezivrstvou získanou z polymerizačního roztoku podle vynálezu byla zkoušena podle ČSN číslo 73 08 52. Stanovení požární odolnosti požárních uzávěrů. Zasklívací prvek o formátu 0,6 x 0,6 m obsahoval mezivrstvu vytvořenou z polymerizačního roztoku podle příkladu č. 1 a 2. Zasklívací prvek, kteirý byl složen ze dvou tabulí skla o tloušťce 6 milimetrů a mezivrstvy 24 mm, tedy při tloušťce 36 mm, vykazoval požární odolnost 37 minut. Zasklívací prvek, který byl složen ze tří tabulí skla, a to vnějších tabulí o tloušťce 6 mm a jedné vnitřní tabulce o tloušťce 4 mm, a dále ze dvou mezivrstev připravených podle příkladů č. 3 a 9 o tloušťce 18 mm, tedy při celkové tloušťce 52 mm, vykazoval požární odolnost 71 minut.The fire resistance of the glazing element with the interlayer obtained from the polymerization solution according to the invention was tested according to ČSN number 73 08 52. Determination of fire resistance of fire closures. The 0.6 x 0.6 m glazing element contained an intermediate layer formed from the polymerization solution according to Examples 1 and 2. The glazing element was composed of two 6 mm glass sheets and a 24 mm interlayer of 36 mm thickness. , showed a fire resistance of 37 minutes. Glazing element consisting of three panes of glass, 6 mm thick and 4 mm inner, plus two interlayers prepared according to Examples 3 and 9, 18 mm thick, ie at a total thickness 52 mm, showed a fire resistance of 71 minutes.

Claims

Polymerization solution for the preparation of an intermediate layer of a glazing element with increased fire resistance, consisting of an aqueous solution of acrylic acid-based compounds and polymerization initiators, characterized in that it contains 0.5 to 10% by weight. % concentration of N-methylolacrylamide and / or N-methylolmethacrylamide, and further 0.1 to 15% by weight. SUMMARY OF THE INVENTION centration of at least one compound selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, alkali acrylate and alkali methacrylane, wherein the total content of acrylic compounds is 3 to 25% by weight. the concentration and total content of initiators of their polymerization is 0.01 to 3 wt. concentration.