[發(fā)明專利]耐火窗玻璃

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380011614.3
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN104144893B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: D·W·霍爾登;S·I·邦德;K·S·巴瑪
• 申請（專利權(quán)）人: 皮爾金頓集團(tuán)有限公司
• 主分類號: C03C12/00
• 分類號: C03C12/00;B32B17/10;C03C17/00;C03C17/02;C04B28/26
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 李躍龍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于制造耐火窗玻璃的溶液、由所述溶液制得的夾層、包含所述夾層的耐火窗玻璃和層疊耐火窗玻璃以及用于制備所述溶液、夾層、耐火窗玻璃和層疊耐火窗玻璃的方法。本發(fā)明還涉及納入所述耐火窗玻璃的建筑物和耐火窗玻璃組件。

背景技術(shù)

納入夾在兩塊相對的玻璃板之間的膨脹無機(jī)硅酸鹽夾層的玻璃疊層由Pilkington公司集團(tuán)以商標(biāo)PYROSTOP和PYRODUR銷售。當(dāng)此類疊層暴露于火時(shí)，該無機(jī)夾層膨脹和擴(kuò)張以形成泡沫層。該泡沫提供了絕熱層，該絕熱層保護(hù)玻璃片遠(yuǎn)離火以便較長時(shí)間地保持玻璃單元的結(jié)構(gòu)完整性，該玻璃單元充當(dāng)防止火蔓延的阻擋體。納入此類膨脹夾層的玻璃疊層已經(jīng)成功地用作耐火玻璃結(jié)構(gòu)。這些疊層可以包含多于兩個(gè)玻璃板，其夾有多于一個(gè)膨脹夾層。已經(jīng)使用包含最多至八個(gè)膨脹夾層的疊層。這些多層的疊層相對厚，并因而昂貴。

該膨脹無機(jī)層通常由硅酸鈉水玻璃或其與硅酸鉀或硅酸鋰水玻璃的混合物形成。該層通常通過制備硅酸鹽溶液、在玻璃表面上涂布該溶液并從溶液中干燥過量的水從而形成該膨脹無機(jī)層而形成。

WO?2007/144369描述了在膨脹層中使用氣泡引發(fā)元素以避免因水蒸氣的局部累積造成的玻璃爆裂。該引發(fā)元素可以是二氧化硅或玻璃顆粒，并據(jù)稱支持氣泡的均勻分布。

需要提供通過干燥方法或?qū)嶋H上其它方法例如澆鑄到密封室中并固化而制得的膨脹材料層的改進(jìn)的耐火性能，而不必改動(dòng)現(xiàn)有的設(shè)備與工廠。

可以增強(qiáng)的一個(gè)區(qū)域是納入所述層的窗玻璃在完整性與絕緣性能方面的耐火時(shí)間。此外，需要制造將通過標(biāo)準(zhǔn)耐火性測試的較大尺寸的耐火窗玻璃。同樣具有吸引力的是提供具有較薄的膨脹材料層的耐火窗玻璃，這可以通過較快速的干燥和/或澆鑄工藝來制得。較快速的工藝減少了生產(chǎn)時(shí)間，提高了可以制得的窗玻璃的體積，并且每單位窗玻璃的制造成本較低。當(dāng)然，重要的是，用于制備耐火窗玻璃的硅酸鹽層的任何流體組合物是穩(wěn)定的，否則它們將立即或在靜置時(shí)形成沉淀物。由于干燥/澆鑄層用作窗玻璃的一部分，其必須是光學(xué)透明的，然而粒料材料例如沉淀物的存在不提供透明度，因此是不可接受的。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于制造耐火窗玻璃的含水混合物，其包含：

至少一種堿金屬硅酸鹽，

至少一種玻璃、玻璃-陶瓷和/或陶瓷添加劑，和

水，

其中該至少一種玻璃、玻璃-陶瓷和/或陶瓷添加劑具有至少一種通過共價(jià)或離子鍵合直接或間接連接到其表面的含硼部分。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于制造耐火窗玻璃的透明膨脹材料，其包含：

至少一種堿金屬硅酸鹽，

至少一種玻璃、玻璃-陶瓷和/或陶瓷添加劑，和

水，

其中該至少一種玻璃、玻璃-陶瓷和/或陶瓷添加劑具有至少一種通過共價(jià)或離子鍵合直接或間接連接到其表面的含硼部分。

本發(fā)明的發(fā)明人出乎意料地發(fā)現(xiàn)，在含水堿金屬硅酸鹽中使用上文中詳細(xì)描述的玻璃、玻璃-陶瓷和/或陶瓷添加劑提供了一種混合物，該混合物在干燥和/或固化時(shí)提供一種在耐火性測試的條件下在該材料膨脹時(shí)表現(xiàn)出非常均勻的孔隙結(jié)構(gòu)的耐火材料。

該玻璃、玻璃-陶瓷和/或陶瓷添加劑具有連接到該表面的部分，含有例如硼和優(yōu)選鋰等元素，其具有強(qiáng)烈的與水和存在的任何多元醇例如甘油氫鍵合的傾向。雖然不希望被任何特定理論束縛，但是據(jù)信這些與水和多元醇的強(qiáng)相互作用例如由硼物質(zhì)的路易斯酸性所驅(qū)動(dòng)，并且另外在一些實(shí)施方案中，由鋰物質(zhì)的高度濃縮的小的正性所驅(qū)動(dòng)，這二者均可以產(chǎn)生組織化的氫鍵合簇。還認(rèn)為，在所述顆粒周圍形成有序水和/或多元醇簇模板(template)/促進(jìn)了長程有序，并且這導(dǎo)致了在硅酸鹽基質(zhì)中水和/或多元醇顯著改進(jìn)的分布。正是這種均勻的分布允許在暴露于火的早期階段過程中水的順利釋放，由此在較高溫度下提供了均勻發(fā)泡和致密的硅酸鹽結(jié)構(gòu)。這賦予該材料或納入此類材料的窗玻璃顯著改進(jìn)的防火性能。

在該材料膨脹時(shí)獲得的均勻孔隙結(jié)構(gòu)提供了納入所述材料層的窗玻璃的完整性和絕緣耐火性能的改進(jìn)。這種提高的耐火性能使得較大尺寸的耐火窗玻璃能夠通過標(biāo)準(zhǔn)耐火性測試并在耐火窗玻璃中使用較薄的膨脹材料層，這改進(jìn)了加工和如上詳述的相關(guān)優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還適于制造耐火窗玻璃，因?yàn)樵摶旌衔锸欠€(wěn)定的，并且隨后獲得的材料是透明的。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語“穩(wěn)定的”意味著該混合物不產(chǎn)生沉淀物并因此易于傾倒。