ОГНЕЗАЩИТНОЕ СТЕКЛО И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
FIREPROOF GLASS AND METHOD OF MAKING SAID GLASS

Изобретение относится к огнезащитному стеклу, содержащему несколько расположенных параллельно относительно друг друга стеклянных листов с находящимся между соседними стеклянными листами огнезащитным материалом и герметизирующим слоем для герметизации открытых поверхностей огнезащитного материала, которые образуются в зоне торцевых поверхностей огнезащитного стекла.
Также изобретение относится к способу изготовления огнезащитного стекла, в который входят стадии послойной укладки нескольких стеклянных листов и размещения огнезащитного материала между соседними стеклянными листами, так что между поверхностями отрезных краев двух соседних стеклянных листов образуются открытые поверхности огнезащитного материала, которые не покрываются ни одним из стеклянных листов, и нанесения герметизирующего слоя для герметизации открытых поверхностей огнезащитного материала.
Упомянутые ранее огнезащитные стекла и описанный способ их изготовления являются известными на предшествующем уровне техники. Огнезащитные стекла служат, например, в качестве огнезащитной изоляции отверстий в стене или также для заполнения дверного полотна, выполняемого в остальной части непрозрачным. Огнезащитные стекла должны быть выполнены так, чтобы они в течение определенного промежутка времени, например 30, 60 или 90 минут, могли выдерживать действие огня и нагрев. В частности, они не должны допускать проникновения пламени и, при известных обстоятельствах в качестве дополнительного требования, должны надежно изолировать помещение от дыма. Также они должны, при определенном применении, создавать хорошую теплоизоляцию и ограничивать тепловое излучение очага пожара. Критерии требований к огнезащитной изоляции, в частности к огнезащитным стеклам, регулируются, в частности, европейскими стандартами EN 1363-1 "Feuerwiderstandsprüfungen, allgemeine Anforderungen" (EN 1363-1 "Испытания на огнестойкость. Общие требования"), а также DIN EN 1634, Teil 1 "Feuerwiderstandsprüfungen für Türen und Abschlusseinrichtungen, Teil 1-Feuerabschlüsse" (DIN EN 1634, часть 1 "Испытания на огнестойкость дверей и изолирующих устройств. Часть 1 - Огнезащитные перегородки").
Расположенный между соседними стеклянными листами огнезащитный материал обычно содержит жидкое стекло, в частности на основе силиката натрия или силиката калия, и, кроме того, воду и прочие добавки, например гелеобразователь. При комнатной температуре огнезащитный материал является обычно светопрозрачным и поэтому очень хорошо подходит для описанного применения при светопрозрачном остеклении, так как он является невидимым между стеклянными листами. Однако при тепловом воздействии, которое может оказывать, в частности, огонь, огнезащитный материал, содержащий воду, вспенивается с образованием твердеющей силикатной пены, вследствие чего толщина огнезащитных стекол значительно увеличивается. Такое вспенивание является желательным для того, чтобы таким образом отверстие, в которое вставлено огнезащитное стекло, надежно уплотнить при воздействии огня от прохождения дыма и пламени, а также, в случае необходимости, от прохождения теплового излучения. Кроме того, вспенивание и испарение связанной с огнезащитным материалом воды вызывает временное охлаждение огнезащитного стекла и вследствие этого предотвращает растрескивание подвергающегося действию огня стеклянного листа (листов) остекления.
Традиционные огнезащитные материалы для огнезащитных стекол, в частности слои из ранее упомянутого содержащего воду жидкого стекла, являются, однако, очень чувствительными к внешним воздействиям. В частности, они являются гигроскопичными, т.е. поглощают воду, точнее, пары воды и реагируют с ними. Также они вступают в реакцию с диоксидом углерода. К сожалению, пары воды и диоксид углерода всегда присутствуют в определенном количестве в обычном комнатном или наружном воздухе. Даже при контакте с воздухом при незначительной влажности и незначительной концентрации диоксида углерода огнезащитный материал разлагается, приобретает молочный цвет и растворяется по краям огнезащитного стекла, где огнезащитный материал образует открытые поверхности, которые не являются покрытыми ни одним из стеклянных листов. Хотя вследствие окрашивания огнезащитного материала в молочный цвет и не происходит неизбежного существенного ухудшения ранее описанного желательного действия в случае пожара, тем не менее, такое окрашивание в молочный цвет в целом светопрозрачных огнезащитных дверей является недопустимым по оптическим или эстетическим причинам. Нежелательным и вредным для огнезащитного действия оказывается, кроме того, явление, когда с течением времени вода, находящаяся в краевой зоне промежуточного огнезащитного слоя выходит из огнезащитного стекла и испаряется.
Для того чтобы защитить от внешних воздействий размещенный огнезащитный материал и противодействовать потере содержащейся в нем воды, в предшествующем уровне техники на торцевые стороны огнезащитного остекления, т.е. на поверхности отрезных краев отдельных стеклянных листов и на находящиеся между ними открытые поверхности огнезащитного материала, наклеивают ленту для защиты кромок, которая представляет собой самоклеящуюся алюминиевую фольгу, механически защищенную снаружи пластмассовым покрытием, и краевые полосы, которые выступают за торцевую сторону и поэтому накладываются на внутреннюю и/или внешнюю лицевые стороны огнезащитного остекления. Алюминиевая фольга даже при сравнительно малой толщине является существенно непроницаемой для диффузии как газа, так и воды, т.е. она препятствует, в частности, контакту атмосферной влаги и диоксида углерода с открытыми поверхностями огнезащитного материала. Упомянутые краевые полосы лент для защиты кромок на обеих лицевых сторонах огнезащитного стекла, в частности, могут представлять собой впоследствии оптическую помеху, если огнезащитное стекло необходимо будет использовать в качестве полногранного светопрозрачного безрамного остекления, например в качестве безрамной огнезащитной двери (цельностеклянная огнезащитная дверь). Понятие "безрамное остекление" относится также к таким конструкциям, в которых не все кромки, а только их часть оставляют без рам, охватывающих кромки. В конструкциях, типично применяемых до настоящего времени, а именно при установке огнезащитного остекления в стальные, алюминиевые или деревянные обрамляющие профили, имеющие U-образную или прямоугольную форму и идущие по периметру, упомянутые краевые полосы лент для защиты кромок не мешают, так как они перекрываются упомянутыми профилями.
Практикуемое в предшествующем уровне техники наклеивание металлической фольги, в частности алюминиевой фольги, в качестве ленты для защиты кромок имеет, однако, различные недостатки. Так, клеящий слой фольги с течением времени может раствориться, так что герметизация открытых поверхностей огнезащитного материала, например от воздействия атмосферной влаги или диффузии воды (паров), в дальнейшем не будет обеспечиваться. Кроме того, приклеивание в зонах сквозных отверстий, выполняемых часто также и в огнезащитном остеклении, таких, как отверстия, например, для цилиндрических профилей, зажимных штифтов или другой фурнитуры, может оказаться невозможным или осуществляемым со значительными трудностями, так как местные размеры и радиусы кривизны являются слишком маленькими. Наконец, упомянутые краевые полосы лент для защиты кромок на лицевых сторонах в целом светопрозрачного огнезащитного остекления представляют собой оптические помехи. Попытки ограничить герметизирующий слой огнезащитных стекол на торцевых сторонах терпели до настоящего времени неудачу по различным причинам.
На этом основании задачей предлагаемого изобретения является дальнейшая разработка такого типа огнезащитного стекла для того, чтобы также и в случае применения его для цельностеклянных огнезащитных дверей или другого безрамного огнезащитного остекления обеспечить в оптическом или эстетическом отношении обзор, в значительной степени не затрудненный также и в зоне кромок остекления, без значительного ухудшения качества герметизации по сравнению с известным применением самоклеящейся алюминиевой фольги. В частности должно допускаться нанесение герметизирующего слоя также и на торцевые стороны в зонах ранее упомянутых сквозных отверстий (высверленные отверстия, вырезы). Следующая задача состоит в том, чтобы разработать герметизирующий слой для огнезащитных стекол, совместимый с традиционными огнезащитными материалами, в частности, такими, как материалы на основе жидкого стекла, который обеспечивает длительную герметизацию в течение срока службы огнезащитного остекления и является невосприимчивым к внешним воздействиям, например к действию влажности.
Исходя из огнезащитного стекла описанного ранее типа, решение данной задачи согласно настоящему изобретению заключается в том, что герметизирующий слой образуется по существу исключительно в зоне торцевых поверхностей огнезащитного стекла и состоит из силан/эпоксидного адгезивного герметика. Адгезивные герметики такого типа часто называют гибридными адгезивными герметиками.
Изобретение изначально основывается на осознании того, что при применении огнезащитного стекла для цельностеклянных дверей или другого безрамного остекления наложение герметизирующего слоя на лицевые стороны огнезащитного стекла является неприемлемым в эстетическом и тактильном отношении. На этом основании двусторонние лицевые стороны огнезащитного стекла сохраняются по настоящему изобретению в значительной степени свободными от герметизирующего слоя. Под понятием "по существу исключительно в зоне торцевых поверхностей" в смысле данного описания следует понимать, что избегают нанесения герметизирующего слоя на лицевые поверхности огнезащитного стекла и что, тем не менее, по технологическим причинам минимальную окантовку также и примыкающих лицевых сторон невозможно полностью предотвратить или ее можно избежать полностью только с чрезвычайно большими издержками. По настоящему изобретению такое умеренное наложение герметизирующего слоя на лицевые стороны остекления может быть принято, в случае необходимости, шириной около 1 мм. Для сравнения, ширина краевых полос у традиционных лент для защиты кромок составляет примерно от 6 до 15 мм.
Гибридные адгезивные герметики представляют собой полимерные клеи, которые затвердевают по меньшей мере по двум различным химическим механизмам реакции и являются приемлемыми в качестве герметиков. При этом применяют по меньшей мере две различных полимерных смолы, поэтому говорят также о полимерных сплавах. В случае силан/эпоксидного адгезивного герметика комбинируют по меньшей мере одну силанфункциональную смолу по меньшей мере с одной эпоксидной смолой, в частности, по меньшей мере с двухкомпонентной эпоксидной смолой. Высокоэластичные, гибкие и вязкие свойства кремнийорганического клея могут комбинироваться в адгезивных герметиках такого типа с высокой прочностью эпоксидного клея, обладающего, тем не менее, хрупкостью. В затвердевшем состоянии в адгезивных герметиках такого типа имеются эпоксидные частицы (жесткие домены), которые окклюдированы в сшитую силаном матрицу. Напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве силан/эпоксидных адгезивных герметиков являются такими, что такие герметики наиболее приемлемым образом закрывают соответствующую свободную нишу в технике адгезивов между силиконами и двухкомпонентными полиуретановыми структурированными клеями (ср., например, Damien Ferrand, Willi Schwotzer, Adhesives & Sealants Industry magazine, BNP Media, http://www.adhesivesmag.com, April 2004, и Christian Terfloth, „Automotive Circle International" Conference, 17/18 Oktober 2002, p.33-42).
Адгезивный герметик, использованный для огнезащитного стекла по настоящему изобретению, содержит силановую смолу и эпоксидную смолу и также содержит предпочтительно следующие компоненты:
a) по меньшей мере один неароматический третичный ди- или полиамин, в частности выбранный из группы, в которую входят алифатические амины, циклоалифатические амины, амидоамины, а также их смеси;
b) по меньшей мере один катализатор для сшивания силанов, который не является аминосоединением, а представляет собой, в частности, металлоорганическое соединение, предпочтительно выбранное из группы, в которую входят оловоорганические соединения, цирконийорганические соединения, титанорганические соединения, а также их смеси.
Гибридный адгезивный герметик по настоящему изобретению позволяет получить требуемое высокое светопропускание или светопроницаемость, а также достигнуть приемлемой текучести при достаточной твердости по Шору и пределе прочности при разрыве для применения на вертикальных поверхностях.
Под силановой смолой (полимером с силановыми терминальными группами) понимают при этом полимеры, главная цепь которых образована полимером, в частности полиуретаном, силиконом, полиэфиром или полиолефином, модифицированным силоксановыми группами. Вследствие своей реакционной способности более предпочтительными являются метоксисиланы, сшивание которых происходит под действием влаги:
3
m
3
n
3
m
3
n
2
2(CHO)(CH)Si-R-Si(OCH)(CH)+HO →
3
m
3
n
3
m-1
3
n
3
m-1
3
n
3
m
3
n
3
(CHO)(CH)Si-R-Si(OCH)(CH)-O-Si(OCH)(CH)-O-Si(OCH)(CH)+2CHOH
(где m=3, 2, 1; n=0, 1, 2; m+n=3).
По предлагаемому изобретению более предпочтительными силановыми смолами являются полиуретаны с силановыми терминальными группами (например, Baycoll XP 2458 на основе полиэфирполиола) или реагенты, которые способны образовывать полиуретан с силановыми терминальными группами. Специалисту в данной области техники известны приемлемые реагенты (например, полиэфирполиолы с изоцианатными терминальными группами и аминосиланы, как, например, Dynasylan DAMO-T).
Сшивание силанов по общепринятой практике катализируют, в частности, металлоорганическими катализаторами, предпочтительно оловоорганическими катализаторами, или аминами, которые являются наиболее предпочтительными; принципиально приемлемыми катализаторами являются также все кислоты Бренстедта и Льюиса и основания, которые являются приемлемыми для катализа скоростьопределяющей стадии - гидролиза силиловых сложных эфиров. Более предпочтительным было бы введение в силан/эпоксидный адгезивный герметик аминового катализатора, так как он катализирует также сшивание эпоксидов:
Собственно вследствие своей повышенной реакционной способности предпочтительные ароматические амины оказывают, однако, недопустимое действие, состоящее в том, что они вызывают изменение цвета, которое ухудшает внешний вид. Поэтому в предлагаемом изобретении в качестве компонента a) применяют неароматические аминовые катализаторы. Однако не было найдено ни одного неароматического аминового катализатора в качестве единого и приемлемого для того, чтобы в густом адгезивном герметике полное сшивание производилось до такой степени, что в затвердевшем состоянии достигалась требуемая твердость по Шору ≥60, предпочтительно ≥65, более предпочтительно ≥70. Было найдено, что недостижение твердости по Шору объясняется неполным сшиванием силоксанового компонента. Поэтому в предлагаемом изобретении в качестве компонента b) применяют для сшивания силана другой катализатор, который не является аминосоединением. Более предпочтительными в качестве катализатора для сшивания силана являются оловоорганические соединения.
Адгезивный герметик обладает предпочтительно такой устойчивостью, что после нанесения с требуемой толщиной около 1 мм, предпочтительно около 2 мм, более предпочтительно около 3 мм, на вертикальную стеклянную поверхность из стандартного стекла I по нормам HVG-DGG (Объединение металлургической техники немецкой стекольной промышленности, немецкого общества технического стекла) (Hüttentechnische Vereinigung der deutschen Glasindustrie e.V., Deutsche Glastechnische Gesellschaft e.V.) герметик, а также промежуточный слой из огнезащитного материала не стекает. Если речь идет о том, чтобы достигнуть такой устойчивости, то для этой цели может быть предложено множество наполнителей. Однако предпочтительно используют наполнитель, который незначительно снижает светопропускание (светопрозрачность или светопроницаемость).
2
2
2
В качестве наполнителя, обладающего особым преимуществом, выступает гидрофобная, в частности модифицированная гексаметилдисилазаном, пирогенная кремниевая кислота, которая имеет специфическую поверхность (BET)≥160 м/г, предпочтительно ≥200 м/г, более предпочтительно ≥240 м/г. Такого типа продукты имеются в продаже, например, под коммерческим названием Aerosil R 812 (Degussa AG).
В более предпочтительных вариантах воплощения адгезивный герметик такого типа после выдерживания в течение 24 часов в потоке воздуха при 70°C не показывает значительного изменения цвета и/или помутнения.
Специалисту в данной области техники известны неароматические полиамины, приемлемые в качестве катализаторов. Более предпочтительно в качестве компонента a) применяют неароматический полиамин, выбранный из группы, в которую входят DABCO (1,4-диазабицикло[2.2.2]октан), DBU (1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ен), DBN (1,5-диазабицикло[4.3.0]нон-5-ен), 7-метил-1,5,7-триазабицикло[4.4.0]дец-5-ен, 1,2,2,6,6-пентаметилпиперидин, N,N-диизопропил-3-пентиламин, N-этилдиизопропиламин, 2-трет-бутил-1,1,3,3-тетраметилгуанидин, N,N'-диметилпиперазин, 1,8-диазабицикло-5,4,0-ундецен-7, а также их смеси.
Более предпочтительным в качестве компонента a) используется 1,8-диазабицикло-5,4,0-ундецен-7
имеющийся в продаже под коммерческим названием Lupragen N700 (BASF).
В более предпочтительных вариантах воплощения в качестве компонента b) применяют оловоорганическое соединение, выбранное из группы, в которую входят раствор диоктилоловоди(2-этилгексаноат) а, диоктилоловодилаурат, диоктилоловооксид, дибутилоловодилаурат, дибутилоловодикарбоксилат, бутилолово-трис-(2-этилгексаноат), дибутилоловодинеодеканоат, лаурилстанноксан, дибутилоловодикетаноат, диоктилоловооксид, дибутилоловодиацетат, дибутилоловомалеат, дибутилоловодихлорид, дибутилоловосульфид, дибутилоловооксид, бутилоловодигидроксихлорид, бутилоловооксид, дибутилолово(диоктилмалеинат), тетрабутилолово, рицинолеат цинка, октаноат цинка, ацетилацетонат цинка, оксалат цинка, а также их смеси.
Специалисту в данной области техники известны применяемые альтернативно или в качестве добавки органические цирконий- или титанорганические соединения, например, имеющийся в продаже продукт под коммерческим названием Tyzor, производимый компанией DuPont.
4
9
2
11
23
2
Более предпочтительно в качестве компонента b) применяют имеющийся в продаже лаурилстанноксан [(CH)Sn(OOCCH)]O (Tegokat 225, Goldschmidt TIB GmbH, Маннгейм, Германия).
В более предпочтительных вариантах воплощения адгезивный герметик по настоящему изобретению имеет в затвердевшем состоянии предел прочности при разрыве по DIN 53455 (алюминий) ≥7 МПа, предпочтительно ≥8 МПа, более предпочтительно ≥9 МПа.
По существу эквивалентно применяют полиуретановые смолы с силановыми терминальными группами и полиэфиры с силановыми терминальными группами. Тем не менее, было найдено, что полиуретановые смолы с силановыми терминальными группами, в частности на основе полиэфирполиолов, в рамках предлагаемого изобретения, т.е. для применения в огнезащитных стеклах, могут обеспечивать предел прочности при разрыве, который превосходит предел прочности при разрыве, обеспечиваемый полиэфирами с силановыми терминальными группами.
В случае предлагаемого адгезивного герметика речь идет предпочтительно о 2-компонентном адгезиве, который, например, может быть расфасован в общепринятые сдвоенные баллоны или приемлемые тюбики. При этом неароматический полиамин и катализатор для сшивания силана содержатся предпочтительно в раздельных компонентах. Тем не менее, при соответствующей дезактивации или капсулировании реактивного компонента, например эпоксида, возможно также однокомпонентное исполнение адгезивного герметика по настоящему изобретению.
4
Как было изложено ранее, светопрозрачность или светопроницаемость гибридного адгезивного герметика, применяемого для герметизации открытых поверхностей огнезащитного материала на кромках огнезащитного стекла, должна быть возможно более высокой. Поэтому более предпочтительно применяемый по настоящему изобретению адгезивный герметик при толщине слоя 1 мм, нанесенного с фоном из BaSO (шар Ульбрихта), имеет в затвердевшем состоянии светопропускание (светопрозрачность или светопроницаемость) в видимой области ≥30%, предпочтительно ≥40%, более предпочтительно ≥50%.
Таким образом, по настоящему изобретению в адгезивном герметике применяется комбинация катализаторов, содержащая:
a) по меньшей мере один неароматический третичный ди- или полиамин, в частности выбранный из группы, в которую входят алифатические амины, циклоалифатические амины, амидоамины, а также их смеси;
b) по меньшей мере один катализатор для сшивания силана, который не является аминосоединением, а представляет собой, в частности, металлоорганическое соединение, предпочтительно выбранное из группы, в которую входят оловоорганические соединения, цирконийорганические соединения, титанорганические соединения, а также их смеси;
вследствие чего можно избежать изменения цвета и/или помутнения.
Изобретением предусматривается образовывать герметизирующий слой для огнезащитного стекла из - предпочтительно светопрозрачного или светопроницаемого - гибридного адгезивного герметика, не используя дополнительно для герметизации металлическую фольгу. Отказ от металлической фольги упрощает обработку и ведет далее к тому, что становится возможным получение герметизирующего слоя, полностью светопрозрачного или светопроницаемого также и в затвердевшем состоянии, что принципиально невозможно при использовании металлического материала. Далее становится также возможным поддержание во время процесса нанесения герметизирующего слоя температуры, близкой к комнатной. В случае адгезивного герметика по настоящему изобретению речь может идти о таком герметике, который наносится в жидкой или парообразной форме, но в основном также и о таком, который уже перед нанесением является твердым, но, кроме того, является, в частности, пластичным и имеет хорошие адгезионные свойства. Нанесение материала герметизирующего слоя типично осуществляют, тем не менее, в жидкой или пастообразной форме, так как в этом случае к поддержанию определенных климатических условий в помещении при процессе нанесения предъявляются минимальные требования.
В рамках настоящего изобретения понятие "герметизация открытых поверхностей" следует понимать так, что герметизирующий слой прямо или косвенно, т.е. в случае необходимости промежуточного включения прилипательной добавки или иного приемлемого промежуточного слоя, наносят на открытые поверхности огнезащитного материала и на примыкающие кромки соседних стеклянных листов таким образом, что открытые поверхности покрываются полностью. Далее в данном описании понятие "открытая поверхность" огнезащитного материала соответственно следует понимать так, что она не находится в контакте ни с одним из стеклянных листов огнезащитного стекла или не покрыта ими.
Нанесение герметизирующего слоя по настоящему изобретению в жидком или пастообразном состоянии дает то преимущество, что оно приводит к очень прочному соединению соприкасающихся поверхностей, на которые нанесен материал герметизирующего слоя, и к заполнению возможных швов или канавок в краевых зонах остекления. Это обуславливает улучшенную герметизацию обработанной таким образом поверхности, в частности также в отношении диффузии паров воды. Вследствие этого улучшенного герметизирующего действия нанесение герметизирующего слоя в краевых зонах лицевых сторон огнезащитного стекла не требуется, при этом качество герметизации не страдает. На этом основании загерметизированное огнезащитное стекло по настоящему изобретению предпочтительным образом находит применение в цельностеклянных огнезащитных дверях или в ином безрамном остеклении. Следующий особенно предпочтительный случай применения состоит в герметизации открытых поверхностей огнезащитного материала в зонах сквозных отверстий в огнезащитном стекле, в частности сквозных отверстий для цилиндрических профилей, зажимных штифтов или другой фурнитуры. Также и в этих зонах, с большими трудностями герметизируемых в предшествующем уровне техники, по настоящему изобретению достигается надежная герметизация со сравнительно небольшими техническими издержками.
По настоящему изобретению используют гибридные адгезивные герметики с повышенной паронепроницаемостью и хорошей адгезией к стеклу, а именно вещества, которые имеют в своей основе полимеры с силановыми терминальными группами или силанизированные полимеры. Гибридные адгезивные герметики должны быть по возможности свободны от изоцианатов, силиконового масла, фталатных пластификаторов и растворителей для того, чтобы производить беспроблемную в санитарно-гигиеническом отношении обработку и по возможности не создавать также проблем при последующей утилизации отходов. Адгезивные герметики на основе полимеров с силановыми терминальными группами характеризуются диффузионной паронепроницаемостью, хорошей стойкостью к старению, достаточной эластичностью, а также высокой адгезией к стеклу. Адгезивные герметики, применяемые по настоящему изобретению для герметизации огнезащитных стекол, обладают неожиданным образом также хорошей и долговременной совместимостью с традиционными огнезащитными материалами, содержащими жидкое стекло, так что получаемый герметизирующий слой остается стабильным также в течение длительного срока.
Как уже было изложено, в случае с гибридным адгезивным герметиком речь идет предпочтительно о двухкомпонентном адгезивном герметике, в котором один компонент представляет собой полимер с силановыми терминальными группами, а другой компонент является эпоксидной смолой, причем оба упомянутые компонента типично смешивают в массовом соотношении в интервале от 1:1 до 10:1, предпочтительно приблизительно 2:1.
Особенно предпочтительный полезный эффект изобретения состоит в том, что дополнительно к герметизирующему слою предусматривается профиль для защиты кромок, по меньшей мере локально охватывающий края огнезащитного стекла и/или края сквозных отверстий в нем. Данный профиль для защиты кромок, состоящий предпочтительно из светопрозрачного или просвечивающего (светопроницаемого) пластического материала, в частности из светопрозрачного кремнийорганического эластомера, предназначен, например, для защиты краев или кромок огнезащитного стекла от механических воздействий, но может также служить в качестве фурнитуры, например, для удерживания остекления. Защитный профиль имеет в поперечном сечении предпочтительно U-образную форму и может применяться совместно с герметизирующим слоем или независимо от него.
Дополнительный профиль для защиты кромок может также иметь двойную функцию, если он выполнен на стороне, расположенной противоположно кромке остекления, в виде дымозащитного уплотнения, в частности, для того, чтобы наряду с критерием огнезащиты удовлетворять также требования к защите от задымления согласно DIN 18095 или DIN EN 1634, часть 3. Часть профиля для защиты кромок, предназначенная для уплотнения от задымления, может содержать, например, один или несколько уплотняющих выступов или может быть выполнена в виде эластичного полого профиля.
В частности, если профиль для защиты кромок должен покрывать края сквозных отверстий, например, для цилиндрических профилей или зажимной фурнитуры, является рациональным разделение U-образного профиля на два Г-образных профиля. Если формируют две замкнутые фасонные детали обеих Г-образных половин профиля для защиты кромок, то их необходимо устанавливать только с верхней и нижней сторон огнезащитного стекла в зоне соответствующей выемки. К тому же альтернативным образом также возможно вставлять/вдавливать в сквозное отверстие отдельный цельный профиль для защиты кромок.
Если огнезащитное стекло должно быть использовано для огнезащитной двери, то U-образный профиль для защиты кромок, по меньшей мере на обращенной к полу торцевой стороне огнезащитной двери, предпочтительно выполнять из металла в виде накладки в форме шины. Металлическая шина функционирует затем в качестве соединительного элемента между огнезащитной дверью и первым шипом вращающейся опоры огнезащитной двери в нижнем угловом соединительном узле. Применение U-образного профиля для защиты кромок в качестве соединительного элемента с первым шипом или дверным шарниром предоставляет в отличие от резьбового соединительного элемента то преимущество, что, в частности, огнезащитный материал между отдельными стеклянными листами огнезащитной двери не подвергается давлению, т.е. не может быть выдавлен. Поэтому применение металлической шины обладает преимуществом, так как она обеспечивает стабильное соединение с шипом даже без защемления. В частности, в случае ближнего к полу шипа огнезащитной двери данный аспект является важным, так как действующие там значительные силы, обуславливаемые массой, в ином случае могли бы компенсироваться или восприниматься только зажимными соединениями с большим усилием защемления.
Изобретение охватывает также применение силан/эпоксидного адгезивного герметика для герметизации открытых поверхностей огнезащитного материала огнезащитных стекол.
Примеры воплощения
Изобретение далее поясняется более подробно некоторыми примерами воплощения, представленными на фигурах.
Фигура 1 - первый вариант воплощения огнезащитного стекла по настоящему изобретению;
Фигура 2 - второй вариант воплощения огнезащитного стекла;
Фигура 3 - профиль для защиты кромок перед склеиванием с огнезащитным стеклом;
Фигура 4 - применение огнезащитного стекла в качестве огнезащитной двери.
Для всех фигур принято, что изображение показано не в масштабе, а также что с целью улучшения изображения толщина слоя огнезащитного материала 120 по отношению к толщине стеклянных листов показана увеличенной. Толщина герметизирующего слоя 130, состоящего из материалов по настоящему изобретению, изображена также не в масштабе как по отношению к толщине огнезащитного материала 120, так и по отношению к толщине стеклянных листов. Толщина герметизирующего слоя 130 может составлять меньше одного миллиметра и может быть, таким образом, существенно меньше толщины слоя огнезащитного материала между двумя соседними стеклянными листами, которая типично находится в интервале приблизительно 1-2 мм. Толщина стеклянных листов типично составляет приблизительно 2-12 мм, например приблизительно 4 мм.
Стеклянные листы представляют собой, в частности, натрий-кальциевое силикатное флоат-стекло. Другие составы стекла, например боросиликатные стекла, алюмосиликатные стекла, или также стеклокристаллические материалы (стеклокерамика) не исключаются, если предусматривается их применение для светопрозрачного огнезащитного остекления.
На фигуре 1 показано поперечное сечение огнезащитного стекла 100 по настоящему изобретению. Стекло состоит из нескольких параллельных стеклянных листов 110-1, 110-2 и 110-3 с находящимся между стеклянными листами огнезащитным материалом 120-1 и 120-2. Соответственно требованиям, предъявляемым к огнезащитному стеклу 100, т.е. например, как долго огнезащитное стекло 100 должно выдерживать действие огня, изменяют число и толщину стеклянных листов 110, используемых для изготовления огнезащитного стекла 100. Для обеспечения известным способом определенных свойств безопасности или других функций по меньшей мере один из промежуточных слоев может состоять также из другого материала, например из PVB или EVA. Разумеется, для квалифицирования остекления в качестве огнезащитного стекла по меньшей мере один из промежуточных слоев должен содержать огнезащитный материал. Огнезащитный материал типично представляет собой жидкое стекло, воду и другие добавки. Примеры огнезащитных материалов такого типа и типичных структур огнезащитных стекол приведены, например, в документах DE 1900054 C3, DE 3214852 A1, EP 0524418 B1, EP 0620781 B1, WO 2004/014813 A1.
Стеклянные листы 110-1, 110-2 и 110-3 являются непроницаемыми для диффузии, т.е. они предоставляют особенно идеальную защиту находящемуся между ними огнезащитному материалу от диффундирующей воды и диоксида углерода и от потери воды, связанной в огнезащитном слое. Разумеется, это справедливо только для части поверхности огнезащитного материала, которая находится непосредственно в контакте со стеклянными листами 110. Помимо этих зон поверхности, покрытых стеклянными листами, по краям огнезащитного стекла 100 между поверхностями отрезных краев 112-1, 112-2 и 112-3 трех соседних стеклянных листов 110-1, 110-2 и 110-3 имеются соответственно открытые поверхности 122-1 и 122-2 огнезащитного материала, которые изначально принципиально не защищены.
Для защиты упомянутых открытых поверхностей огнезащитного материала изобретением по варианту воплощения, представленному на фигуре 1, предусматривается, что герметизирующий слой 130 распространяется на всю торцевую поверхность огнезащитного стекла 100 предпочтительно с равномерной в основном толщиной. Поэтому герметизирующий слой 130 покрывает как поверхности отрезных краев 112-1, 112-2 и 112-3 стеклянных листов 110-1, 110-2 и 110-3, так и находящиеся между ними открытые поверхности 122-1 и 122-2 огнезащитного материала 120-1, 120-2. При этом образуется непроницаемое для диффузии соединение между герметизирующим слоем 130 и упомянутыми поверхностями отрезных краев стеклянных листов, а открытые поверхности 122-1 и 122-2 огнезащитного материала 120-1 и 120-2 оказываются полностью покрытыми герметизирующим слоем 130. Таким образом, обеспечиваются условия, при которых вода или пары воды и диоксид углерода не могут проникать в слои огнезащитного материала 120-1 и 120-2.
На фигуре 2 показан только примерный вариант примера воплощения, представленного на фигуре 1. Таким образом, предусматривается, что по краям огнезащитного стекла или также по краям сквозных отверстий в нем, которые, например, предусматриваются для упомянутого ранее замочного цилиндра, по периметру прикрепляется профиль для защиты кромок. Профиль для защиты кромок 150 служит для защиты краев, т.е., в частности, поверхностей отрезных краев 112-1, 112-2 и 112-3 стеклянных листов 110-1, 110-2 и 110-3, а также нанесенного на них герметизирующего слоя 130 от механических повреждений. C этой целью изготавливают предпочтительно U-образные профили для защиты кромок 150 и прикрепляют по периметру ко всем краям. Для того чтобы как можно меньше ухудшать вид огнезащитного стекла 100, профили для защиты кромок 150 изготавливают предпочтительно по меньшей мере локально светопрозрачными или просвечивающими, например, из светопрозрачного или просвечивающего силикона. При этом полки 152, расположенные параллельно лицевым сторонам огнезащитного стекла 100, имеют незначительную ширину приблизительно от 5 до 10 мм. Профиль для защиты кромок 150 может прочно соединяться с идущим по периметру краем огнезащитного стекла 100 только лишь вследствие своей эластичной упругости. Тем не менее, предпочтительно профиль для защиты кромок 150 прикрепляют в тот момент, когда герметизирующий слой 130 еще не затвердел и, таким образом, сохраняет способность приклеивать профиль для защиты кромок 150.
На фигуре 3, изображающей поперечное сечение профиля для защиты кромок 150, показан герметизирующий слой 130, нанесенный в форме валика на профиль для защиты кромок 150, в еще не затвердевшем состоянии. Валик имеет в поперечном сечении форму горки, высшая точка которой совпадает приблизительно с плоскостью симметрии профиля для защиты кромок 150. Если такого типа профиль для защиты кромок 150, снабженный валиком герметизирующего слоя 130, прижимают в направлении, перпендикулярном к грани 156, к торцевой стороне огнезащитного стекла 100, то сначала происходит касание зоны наивысшей точки валика со средней частью торцевой стороны огнезащитного стекла 100. При дальнейшем прижимании профиля для защиты кромок 150 материал герметизирующего слоя 130 постепенно оттесняется к наружным сторонам. Соответственно количеству нанесенного материала герметизирующего слоя 130 он распространяется - как показано на фигуре 3 - только в зоне торцевой поверхности остекления. Но также может быть вполне возможным или желательным, чтобы герметизирующий слой 130 в зоне обращенных друг к другу внутренних сторон 154 полок 152 был нанесен в незначительной степени. При этом может приниматься в расчет выполнение грани 156, соответственно, более широкой, чем толщина огнезащитного стекла 100, для того чтобы предотвратить распирание полок 152.
Наконец, на фигуре 4 показан еще один пример применения огнезащитного стекла по настоящему изобретению для цельностеклянной огнезащитной двери. По меньшей мере на торцевой стороне огнезащитной двери 100, обращенной к полу 210, U-образный профиль для защиты кромок 150 выполнен в виде металлической шины. Металлическая шина служит в качестве соединительного элемента огнезащитной двери 100 с первым шипом 320-1, который позволяет вращаться огнезащитной двери в нижнем угловом соединительном узле 310-1. В позиции, противоположной первому соединительному элементу, огнезащитная дверь 100 содержит второй соединительный элемент 330, который служит для приема второго шипа 320-2 вращающейся опоры огнезащитной двери в верхнем угловом соединительном узле 310-2. Оба угловых соединительных узла представляют собой усиленные элементы известного и показанного штрихом обрамляющего блока, прочно связанного с каменной стеной 220, окружающей дверной проем.
Так как на второй соединительный элемент 330 по сравнению с первым соединительным элементом действует незначительная сила, обуславливаемая массой, так как предназначением данного соединительного элемента является по существу только задание направления движения, то нагрузка на второй соединительный элемент 330 существенно меньше нагрузки на первый соединительный элемент. Поэтому в случае второго соединительного элемента 330 необходимо только затянуть с небольшим усилием четыре соединительных болта, проходящих через отверстия соединительной пластины. В частности, соединительные болты 332 с учетом незначительной нагрузки не следует затягивать слишком сильно, поскольку существует риск, что может быть выдавлен огнезащитный материал, находящийся между стеклянными листами 110. Поэтому второй соединительный элемент 330 может состоять из двух расположенных на противоположных сторонах огнезащитной двери и скрепленных друг с другом элементов. Способ соединения такого типа исключается в случае первого соединительного элемента, так как в нем почти невозможно предотвратить слишком большую нагрузку и соответственно выдавливание огнезащитного материала вследствие излишне большого давления. Поэтому исполнение первого соединительного элемента в виде опирающейся и не зажимающей металлической шины без соединительных болтов является предпочтительным, так как при этом не прикладывается какая-либо сила, действующая перпендикулярно к плоскости стеклянных листов 110, и поэтому на огнезащитный слой не действует сжимающее усилие.
Герметизирующий слой 130 представляет собой, как пример, 2-компонентный адгезивный герметик следующего состава:
Ингредиенты
Количество, г на кг общего состава
Содержание, %
в компоненте A:
Baycoll XP 2458 (<sup>1</sup>)
838,490
83,860
Kaneka SAT 10 (<sup>2</sup>)
93,140
9,310
Aerosil R 812 (<sup>3</sup>)
30,710
3,070
Tinuvin 770 (<sup>4</sup>)
2,230
0,223
Irganox 1010 (<sup>5</sup>)
2,640
0,264
Dynasylan VTMO (<sup>6</sup>)
4,050
0,405
Dynasylan DAMO-T (<sup>7</sup>)
20,470
2,050
Lupragen N700 (<sup>8</sup>)
7,670
0,770
Baysilone Antifoam 100% (<sup>9</sup>)
0,512
0,051
Итого в компоненте A
999,912
100,003
в компоненте B:
Polypox E 411(<sup>10</sup>)
443,240
88,650
Aerosil R 812 (<sup>3</sup>)
31,750
6350
Edenor C12 (<sup>11</sup>)
2,320
0,464
Tegokat 225 (<sup>12</sup>)
3,400
0,680
Вода деионизованная
4,640
0,928
Baysilone Antifoam 100% (<sup>9</sup>)
0,460
0,092
Polypox R 20 (<sup>13</sup>)
2,850
0,570
0,1 % Sandoplast Blue 2B (<sup>14</sup>) в 100 г Polypox E 411
11,340
2,270
Итого в компоненте B
500,003
100,040
Пояснения к используемым ингредиентам:(<sup>1</sup>): полиуретан с силановыми терминальными группами, вязкость 35 Па<sup>·</sup>с (Bayer MaterialScience);(<sup>2</sup>): короткоцепочечный полиэфир с силановыми терминальными группами (Kaneka Corp.);(<sup>3</sup>): пирогенная кремниевая кислота (Degussa AG);(<sup>4</sup>): УФ-стабилизатор (Ciba Speciality Chemicals);(<sup>5</sup>): антиоксидант (Ciba Speciality Chemicals);(<sup>6</sup>): винилтриметоксисилан (Degussa);(<sup>7</sup>): N-(2-аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилан (Degussa);(<sup>8</sup>): l,8-диазабицикло-5,4,0-ундецен-7 (BASF)
<img file="00000003.tif" he="22" wi="34" img-content="undefined" img-format="tif" />(<sup>9</sup>): метилполисилоксан, модифицированный полиэфиром (Borchers GmbH);(<sup>10</sup>): низковязкая слабокристаллизующаяся эпоксидная смола на основе бифенола A (UPPC AG);(<sup>11</sup>): лауриновая кислота (Cognis);(<sup>12</sup>): лаурилстанноксан [(C<sub>4</sub>H<sub>9</sub>)<sub>2</sub>Sn(OOCC<sub>11</sub>H<sub>23</sub>)]<sub>2</sub>O (Goldschmidt TIB);(<sup>13</sup>): разбавитель эпоксидной смолы (UPPC AG)
<img file="00000004.tif" he="30" wi="56" img-content="undefined" img-format="tif" />который (при необходимости) может использоваться для регулирования вязкости и реологических свойств;(<sup>14</sup>): антрахиноновый краситель (Clariant). Данный краситель был добавлен в примере воплощения для того, чтобы адаптировать отпечаток краски к тонированию стандартной стеклянной окантовки, разумеется, не уменьшая значительно светопрозрачность. Для достижения наибольшей светопрозрачности адгезива краситель при необходимости может не добавляться.
В частности, Aerosil был выбран в упомянутом ранее примере в качестве приемлемого также для того, чтобы можно было достигнуть высокого светопропускания, а также устойчивости. В то время как с Aerosil R 202, R 972 и R 8200 были достигнуты менее удовлетворительные результаты, упомянутые ранее целевые задания при применении Aerosil R 812 были особенно хорошо выполнимы.
Для получения адгезивного герметика по настоящему изобретению упомянутые ранее компоненты A и B были смешаны в пропорции A:B=2:1 и отверждены. В зависимости от практических целей адгезивный герметик может быть составлен, при необходимости, также в любой другой пропорции компонентов, например в интервале A:B=1:1-10:1. Даже после 24 часов выдерживания при 70°C в потоке воздуха какое-либо пожелтение или помутнение адгезива отмечено не было. Состав проявляет устойчивость такую, что он после нанесения с требуемой толщиной около 1 мм на вертикальную стеклянную поверхность из стандартного стекла I по нормам HVG-DGG (Hüttentechnische Vereinigung der deutschen Glasindustrie e.V., Deutsche Glastechnische Gesellschaft e.V.) не стекает. Требуемая твердость по Шору в рамках настоящего изобретения специалистом в данной области техники может быть легко установлена в рутинных опытах посредством выбора катализаторов и их количества, в частности неароматического ди- или полиамина. Далее описанный ранее гибридный адгезивный герметик обладает также выдающейся совместимостью с содержащим жидкое стекло огнезащитным материалом, так что достигается долговременная стабильная плотная заделка открытых поверхностей огнезащитного материала при нанесении покрытия на них и одновременно на примыкающие торцевые стороны огнезащитных стеклянных листов.
Далее описывается другой пример воплощения.
Огнезащитное стекло, состоящее из четырех листов натрий-кальциевого силикатного флоат-стекла толщиной 2,6 мм каждый и трех находящихся между ними слоев из огнезащитного материала толщиной 1,4 мм каждый, изготавливали соответственно описанному далее.
Послойно укладывали стеклянные листы и огнезащитный материал, так что между поверхностями отрезных краев двух соседних стеклянных листов образовывались открытые поверхности огнезащитного материала, которые не были покрыты ни одним из стеклянных листов.
В качестве огнезащитного материала, использованного в примере воплощения, применяли слои с основой из жидкого натриевого стекла с остаточной влажностью - после сушки огнезащитного материала и пакетирования покрытых таким образом стеклянных листов огнезащитного стекла - около 25 мас.%. Могут быть использованы также огнезащитные материалы из других щелочных силикатов или их смесей. Также можно добавлять пластификаторы (например, сахара или высшие спирты) или гелеобразователи или можно помещать огнезащитный материал между стеклянными листами наливом.
Огнезащитное стекло удерживали в горизонтальном положении, в частности на поворотном столе, таким образом, чтобы была свободно доступной краевая зона шириной приблизительно 2 см.
Ранее описанная рецептура адгезивного герметика применялась в виде двухкомпонентной системы в сдвоенных баллонах, причем отдельные компоненты находились в сдвоенных баллонах в пропорции A:B=2:1. На сдвоенные баллоны был установлен статический смеситель для того, чтобы обеспечивать интенсивное смешивание обоих компонентов без образования газовых пузырей.
Носик статического смесителя устанавливали на первую из торцевых сторон огнезащитного стекла, предварительно очищенных этанолом или другим приемлемым средством. Посредством приемлемого приспособления для выдавливания адгезивный герметик смешивали и наносили в виде полосы толщиной приблизительно 2 мм на первую торцевую сторону огнезащитного стекла. Адгезивный герметик прилипал к торцевой стороне огнезащитного стекла без стекания или образования капель. Вследствие своего большого поверхностного натяжения адгезивный герметик образовывал равномерный по толщине слой. После поворота огнезащитного стекла каждый раз на 90° процесс осуществляли на трех других торцевых сторонах. Угловые участки и, в случае необходимости, неровности, образовавшиеся при нанесении, поправляли шпателем.
Жизнеспособность составляла приблизительно 10 мин, а отверждение длилось приблизительно 24 ч.
После того как отверждение адгезивного герметика завершалось, он образовывал на торцевых сторонах огнезащитного стекла высокопрозрачный и почти бесцветный слой, обладающий эластичностью резины.
Применяемый по настоящему изобретению адгезивный герметик может, в частности, долговременно защищать содержащий воду огнезащитный материал огнезащитных стекол от непосредственного контакта с водой из окружающей среды.
Для доказательства этого загерметизированное по периметру огнезащитное стекло по настоящему изобретению с описанной ранее структурой помещали при комнатной температуре в ванну с водой, так чтобы оно было полностью покрыто водой. Даже после четырехнедельного хранения в воде не было обнаружено ни изменений адгезивного герметика, ни растворения или разрушения огнезащитного материала.
По сравнению с этим, в случае огнезащитного стекла, загерметизированного не по настоящему изобретению, уже после нахождения в воде в течение одного часа происходило растворение огнезащитного материала между стеклянными листами на глубину нескольких сантиметров.