DE69100285T2

DE69100285T2 - Feuerwiderstandsfähige Verglasung und Herstellungsverfahren.

Info

Publication number: DE69100285T2
Application number: DE91400102T
Authority: DE
Inventors: Udo Gelderie; Gerhard Holzer
Original assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Current assignee: Vegla Vereinigte Glaswerke GmbH
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1991-01-18
Publication date: 1994-02-24
Anticipated expiration: 2011-01-19
Also published as: ATE93574T1; DK0442768T3; EP0442768A3; EP0442768A2; CS13891A2; ES2048566T3; SK279583B6; JPH0648783A; EP0442768B1; DE69100285D1; DE4001677C1; US5223313A

Description

Die Erfindung betrifft eine feuerwiderstandsfähige Verglasung aus wenigstens zwei parallelen Glasscheiben, zwischen denen eine Schicht aus einem wässrigen Gel angeordnet ist, dessen wässrige Phase ein gelöstes Salz enthält.
Feuerwiderstandsfähige Glasscheiben dieser Art sind aus der DE 27 13 849 C2 bekannt. Ihre Wirkungsweise im Brandfall besteht darin, daß zunächst die auftreffende Hitze von dem Wasser des wässrigen Gels absorbiert und für die Verdampfung des Wassers verbraucht wird. In einer zweiten Phase nach dem Verdampfen des Wassers und nach dem Verbrennen der festen organischen Phase des wässrigen Gels bildet das Salz ein festes schaumartiges Gerüst. Dieses schaumartige feste Gerüst bleibt auch bei zunehmender Hitzeeinwirkung erhalten und bildet einen isolierenden Hitzeschild, der weiterhin den Durchtritt der Hitzestrahlung verhindert. Nach diesem Prinzip wirkende Verglasungen erlauben die Herstellung von feuerwiderstandsfähigen Produkten, die den Feuerwiderstandsklassen F oder G gemäß Definition der DIN 4102, Teil 5 (September 1977) entsprechen.
Die bekanntesten feuerwiderstandsfähigen Verglasungen der eingangs genannten Art bestehen aus einem wässrigen Gel, dessen die feste Phase des wässrigen Gels bildendes Polymer aus Polyacrylamid besteht, das sich in wässriger Lösung durch Polymerisation von Methacrylamid und Acrylamid bildet. Die Polymerisation erfolgt nach Zugabe von Peroxiden oder Persalzen in Gegenwart eines Beschleunigungsmittels und gegebenenfalls eines Vernetzungsmittels.
Acrylamid ist bekanntlich eine toxische Verbindung, und seine Verwendung für die Herstellung von feuerwiderstandsfähigen Glasscheiben kann Probleme nach sich ziehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in Gegenwart von Wasser polymerisierendes, das heißt ein gelbildendes System zu finden, das keinen toxischen Stoff enthält, das in salzhaltigem Wasser vollständig löslich ist und in dem salzhaltigen Wasser polymerisiert, und das ein farbloses und vollkommen transparentes Gel bildet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als feste Phase des wässrigen Gels ein Produkt auf der Basis von 2-Hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium-chlorid verwendet wird.
Die monomere Verbindung 2-Hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium-chlorid, die nach der Polymerisation die feste Phase des Hydrogels bildet, hat die Strukturformel
Bezüglich der erfindungsgemäß verwendeten Verbindung konnte bisher keine Toxizität und keine für die Gesundheit nachteilige Wirkung festgestellt werden. Da diese Verbindung sich während eines Brandversuchs genauso verhält wie das bisher verwendete Gel und ein farbloses und vollkommen transparentes Gel bildet, eignet es sich in besonderer Weise für die erfindungsgemäße Verwendung. Im Vergleich mit den Acrylamidderivaten hat sie darüber hinaus den Vorteil einer erhöhten Haftungsfähigkeit zur Glasoberfläche, so daß die normalerweise empfohlenen Maßnahmen zur Verbesserung der Haftung des Gels an den Glasscheiben entfallen können.
Wie bei den üblichen feuerwiderstandsfähigen Glasscheiben auf der Bais von wässrigem Gel kann die erfindungsgemäß eingesetzte Verbindung vorteilhafterweise durch Zusatz eines Netzbildners vernetzt werden. Als Netzbildner kann insbesondere N-N'-Methylenbisacrylamid (MBA) zur Anwendung kommen. Auch bezüglich der Katalysatorsysteme kann man problemlos dieselben verwenden wie bei dem bisherigen Gel, nämlich die Mischung aus einem Oxidationsmittel, beispielsweise einem Peroxid, und einer Beschleunigerkomponente, beispielsweise Diethylaminopropionitril (DEAPN) oder Triethanolamin in Glykol (TEAG).
Die anteilige Menge des Polymers in dem Gel kann in weiten Grenzen schwanken und kann zwischen 5 Gew.-% und 50 Gew.-% des Gels betragen, je nach den Anforderungen, die an die feuerwiderstandsfähige Verglasung und an die Konsistenz des Gels gestellt werden. Das gleiche gilt für die übrigen wesentlichen Bestandteile des Systems Gel + Wasser + Salz. So kann die anteilige Menge des Wassers 50 bis 90 Gew. -%, und die anteilige Menge des Salzes 1 bis 20 Gew. -% betragen.
Die Herstellung der feuerwiderstandsfähigen Verglasung erfolgt in der bekannten Weise, indem zunächst zwei Glasscheiben mit einem metallischen Abstandshalterahmen aus einem korrosionsbeständigen Stahl zu einem Hohlkörper miteinander verbunden werden. Der Zwischenraum wird mit der polymerisierbaren gelbildenden wässrigen Lösung vollständig gefüllt, die nach dem Einfüllen polymerisiert und das Gel bildet.
Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele für Zusammensetzungen von gelbildenden Lösungen wiedergegeben.

Beispiel 1

400 g Wasser
100 g NaCl
300 g 2-Hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium- chlorid, und
0,5 g N-N'-Methylenbisacrylamid
werden miteinander vermischt und die Lösung entgast. Der pH-Wert der Lösung wird auf 8,5 eingestellt. Danach wird der Katalysator zugegeben, und zwar 0,6 g Triethanolamin in Glykol (TEAG) und 0,4 g Natriumperoxodisulfat. Das ganze wird verrührt, und die erhaltene Lösung wird in den durch die beiden miteinander verbundenen Glasscheiben gebildeten Zwischenraum eingefüllt. Nach etwa 60 Minuten ist die Lösung vollständig geliert.

Beispiel 2

700 g Wasser
130 g NaCl
170 g 2-Hydroxy-3-methacryloxyloxypropyltrimethylammonium-chlorid
1 g N-N'-Methylenbisacrylamid
werden miteinander vermischt und die Lösung entgast. Nach Einstellung des pH-Wertes auf 9 werden 0,4 g Natriumperoxodisulfat (Na&sub2;S&sub2;O&sub8;) und 0,6 g Triethanolamin in Glycol als Katalysatorsystem zugesetzt und verrührt. Die Lösung wird in den Scheibenzwischenraum eingefüllt. Nach 50 Minuten ist die Lösung vollständig auspolymerisiert.

Beispiel 3

750 g Wasser
150 g NaCl
120 g 2-Hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium- chlorid,
0,5 g N-N'- Methylenbisacrylamid und
2 g Trinatriumphosphat (Na&sub3;PO&sub4;)
werden miteinander vermischt und die Lösung entgast. Das zugesetzte Trinatriumphosphat dient als Korrosionsinhibitor, und ist dazu bestimmt, die Gefahr einer Korrosion des metallischen Abstandshalters zu verhindern. Der pH-Wert der Lösung wird auf 9 eingestellt. Anschließend werden 15 g einer 5 %igen Ammoniumpersulfatlösung und 2 g Diethylaminopropionitril (DEAPN) als Katalysatorsystem zugesetzt und verrührt. Etwa 40 Minuten nach Einfüllen in die Glasscheibe ist die Lösung vollständig geliert.

Claims

1. Feuerwiderstandsfähige Verglasung aus wenigstens zwei auf parallelen Abstand zueinander gehaltenen Glasscheiben, zwischen denen eine Schicht aus einem wässrigen Gel angeordnet ist, dessen wässrige Phase ein gelöstes Salz enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Phase des wässrigen Gels aus der polymerisierten Verbindung 2-Hydroxy-3methacryloxypropyltrimethylammonium-chlorid besteht.

2. Feuerwiderstandsfähige Verglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung 2-Hydroxy-3- methacryloxypropyltrimethylammonium-chlorid mit Hilfe eines Vernetzungsmittels wie N-N'- Methylenbisacrylamid vernetzt ist.

3. Verfahren zur Herstellung einer feuerwiderstandsfähigen Verglasung nach Anspruch 1 durch Füllen des Hohlraums zwischen zwei Glasscheiben mit einer ein wässriges Gel bildenden Lösung, bei dem die nach der Polymerisation die feste Phase des Gels bildende Zusammensetzung ein Acrylsäurederivat ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Acrylsäurederivat 2-Hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium-chlorid ist.