BR112012024478B1

BR112012024478B1 - vidraça à prova de fogo

Info

Publication number: BR112012024478B1
Application number: BR112012024478-7A
Authority: BR
Inventors: Pierre Goelff
Original assignee: Agc Glass Europe
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2011-03-28
Publication date: 2020-06-30
Also published as: EP2552687A1; EA023090B1; WO2011120909A1; BR112012024478A2; EA201290965A1; BE1019263A3; EP2552687B1

Abstract

A invenção refere-se a uma vidraça "anti-fogo" tendo um conjunto de pelo menos dois painéis de vidro, entre os quais se encontram, pelo menos, duas camadas de material intumescente baseado em silicato de metal alcalino hidratado, as composições destas duas camadas diferem uma da outra, uma tendo uma razão molar Si02/Na20 maior do que 3,5 e a foutra tendo uma razão molar menor do que 3,2.

Description

VIDRAÇA À PROVA DE FOGO

[001] A presente invenção refere-se a sistemas de vidraça transparente resistente ao fogo que compreendem pelo menos uma camada de material intumescente formado de silicato de metal alcalino.

[002] A utilização de silicatos de metal alcalino atende a vários requisitos. Estes devem ser de materiais que oferecem boa proteção quando os sistemas de vidraça são expostos ao fogo. Isto é conseguido por estes silicatos se expandindo sob a forma de uma espuma refratária, que protege contra a propagação tanto das chamas quanto da radiação. Os materiais em questão também devem ter alta transparência antes de qualquer exposição ao fogo. Elas também não devem ter nenhuma falha, tais como neblina ou bolhas. Finalmente, os sistemas de vidraça também devem proporcionar uma resistência mecânica suficiente com a consideração da utilização prevista. Os sistemas de vidraça deve também muitas vezes apresentar uma resistência suficiente para o que é referido como "o impacto soft".

[003] Materiais intumescentes baseados em silicatos de metal alcalino têm mesmo qualidades refratárias mais elevadas, quando a razão molar SiO2/M2O, em que M é um metal alcalino, é em si mesmo mais elevada. No entanto, é conhecido que a plasticidade dos produtos mais refratários também é muito pobre. Sua resistência é muitas vezes insuficiente para atender as normas correspondentes para usos em que esses produtos são expostos a impactos.

[004] Na tentativa de conciliar os dois aspectos da resistência ao impacto e da importância da natureza refratária, as soluções anteriores têm sido dirigidas no sentido da associação de vários materiais. Uma maneira é, por exemplo, para assegurar a utilização de folhas de vidro reforçadas com malha de metal. Esta solução tem a óbvia desvantagem de prejudicar as qualidades ópticas das unidades de vidraças em questão. Outra solução consiste em formar conjuntos que, além de materiais intumescentes compreendem folhas tradicionalmente utilizadas em sistemas de vidros laminados de segurança. O método mais usual, a este respeito é a utilização de folhas transparentes de polímero que têm tanto uma boa aderência às folhas de vidro e uma boa plasticidade. Folhas típicas são, por exemplo, as feitas de polivinil butiral (PVB). Outros materiais são também tradicionalmente utilizados, tais como EVA (etileno acetato de vinila) ou polímeros equivalentes.

[005] Enquanto as folhas de polímero respondem bem aos requisitos de resistência ao impacto, como um resultado da sua plasticidade, elas introduzem elementos que são sensíveis ao fogo. Elas carbonizam bastante rapidamente descarregando fumos indesejáveis.

[006] As folhas de polímero escolhidas aderem bem ao vidro, mas insuficientemente às camadas intumescentes. Elas são, por conseguinte, inseridas entre as chapas de vidro, o que aumenta a complexidade da estrutura da vidraça.

[007] Os documentos DE19916506 e EP2111977 divulgam vidraças à prova de fogo compreendendo pelo menos duas folhas de vidro, entre as quais pelo menos duas camadas de material intumescente à base de silicato de metal alcalino hidratado são dispostas. No entanto, nenhum desses documentos revela uma vidraça à prova de fogo, em que duas camadas de material intumescente à base de silicato de metal alcalino hidratado têm composições diferentes, uma com uma razão molar de SiO2/Na2O maior do que 3,5 e a outra com uma razão molar menor do que 3,2.

[008] A invenção propõe fornecer unidades de vidro que, simultaneamente, satisfazem os requisitos de resistência ao impacto e carácter refratário, sem, no entanto, requerer a presença de elementos que apresentam as desvantagens acima mencionadas.

[009] O objeto da invenção é alcançado com a utilização simultânea de uma unidade de vidraça de vários tipos de camadas de silicato de metal alcalino de qualidades diferentes, das quais pelo menos uma camada tem uma razão molar elevada e é, portanto, altamente refratária e pelo menos uma camada tem uma menor razão molar, pelo que tem alguma plasticidade.

[010] Os inventores mostraram que, em particular, tem sido possível fabricar unidades de vidraças, no qual as camadas de silicatos de metal alcalino que têm estas composições distintas podem também estar em contato uma com a outra, sem perder a sua individualidade e as propriedades que as caracterizam. Isto significa que a estrutura das unidades de vidraça pode ser relativamente mais leve do que das unidades de vidraça anteriores que compreendem folhas de polímero intercamadas. As unidades de vidraça com as estruturas de acordo com a invenção são todas ainda mais vantajosas em razão a aquelas que compreendem folhas de polímero uma vez que o silicato de metal alcalino com uma razão molar baixa, também contribui para a formação das propriedades de resistência ao fogo, mesmo se, de uma forma limitada.

[011] As camadas intumescentes de silicatos de metal alcalino altamente refratários têm razões molares SiO2/M2O que são consistentemente mais elevadas do que 3,5 e, vantajosamente, igual ou superior a 4. Os produtos mais refratários obtidos têm razões molares que podem atingir ou mesmo exceder 7. Os produtos mais usuais têm uma razão molar que não excede 6. Os limites superiores das razões molares principalmente tem em conta as condições necessárias para a preparação das camadas e esta preparação será discutida a seguir.

[012] As camadas de silicatos de metal alcalino com propriedades plásticas que dão os sistemas de vidraça as propriedades de resistência mecânica desejadas têm uma razão molar menor do que as camadas que proporcionam o caráter refratário. Por conseguinte, a razão molar destas camadas é consistentemente mais baixa do que 3,2 e, de preferência menor do que 3. As camadas mais plásticas têm uma razão molar igual ou menor do que 2,8.

[013] De acordo com a invenção, para assegurar que as respectivas características das camadas são adequadamente distintas, é preferível que a diferença entre as suas respectivas razões molares é de pelo menos 0,8 e preferencialmente de pelo menos 1.

[014] Independentemente da razão molar as propriedades dos produtos intumescentes também são altamente dependentes de outros constituintes e em particular o seu teor de água e teor de compostos de poliálcool tal como glicerol ou etileno glicol. A formação de um composto sólido a partir de uma solução é dependente do teor total destes constituinte. A expansão é ainda mais rápida quando este teor total é mais restrito. Na prática, a técnica para a formação destas camadas é igualmente dependente da razão molar SiO2/M2O e sobre este teor total de água + poliálcoois. De uma maneira conhecida, a estabilidade das soluções antes do endurecimento da camada, se esta ocorrer espontaneamente ou durante o curso da operação de secagem, exige um teor total, que é tanto maior quando a razão molar é em si mesma mais elevada. Além da contribuição da água e os poliálcoois nos mecanismos para a formação das camadas, estes constituintes também têm uma clara influência sobre as propriedades da camada.

[015] Água afeta a resistência ao fogo devido ao seu papel no desenvolvimento da espuma. O teor de água é, contudo, limitado por razões de estabilidade óptica em relação ao envelhecimento. Um teor demasiado elevado tende a conduzir à formação de uma neblina. Um teor demasiado elevado também provoca uma redução na temperatura de amolecimento, o que é prejudicial para a resistência da camada exposta ao fogo antes de formar uma espuma protetora. Todas estas razões levam a uma escolha muito rigorosa do teor mais adequado.

[016] A especificidade dos poliálcoois é contribuir para a plasticidade da camada. O teor relativamente elevado melhora substancialmente as características mecânicas de resistência ao impacto. A presença destes poliálcoois também melhora a resistência a baixas temperaturas. Quando exposta às condições atmosféricas, os produtos à prova de fogo que contêm estes materiais intumescentes devem ser capazes de resistir a temperaturas mais baixas, sem danos. Poliálcoois são conhecidos por permitirem uma maior resistência ao frio. As temperaturas inferiores a -18°C podem ser, assim, alcançadas sem um efeito adverso sobre as qualidades da vidraça.

[017] Levando as observações acima em consideração, as camadas utilizadas nos produtos de acordo com a invenção têm de preferência diferentes teores de poliálcool. As camadas mais refratárias têm de preferência um teor relativamente limitado de poliálcool. Vantajosamente, o teor de poliálcool tal como glicerol ou etilenoglicol não representa mais do que 8% em peso e de preferência não mais do que 6% em peso da camada em questão. Em contraste, a fim de melhorar a sua plasticidade, a camada com uma baixa razão molar é vantajosamente superior em poliálcool. Esta camada tem, vantajosamente, um teor na faixa de entre 15 e 25% em peso e de preferência entre 18 e 23% em peso do poliálcool.

[018] O teor de água que completa a composição de cada camada é de preferência, tal que o teor total de água + poliálcool fica entre 30 e 45% em peso da camada e particularmente preferido entre 35 e 40% em peso.

[019] Os silicatos de metal alcalino, que fazem parte da composição de camadas intumescentes são tradicionalmente silicatos de sódio ou de potássio, ou mesmo uma mistura dos dois, em proporções variáveis. Após o teste, também apareceram aos inventores que a natureza do silicato tinha uma influência sobre as propriedades das camadas e das condições da sua produção. Todas as outras características sendo iguais, silicatos de potássio expandem mais significativamente que a silicatos de sódio. O volume da espuma formada melhora a resistência ao fogo. Menos favorável, esta expansão melhorada também se traduz em uma tendência da camada para amolecer mais significativamente a uma temperatura elevada, o que pode causar falhas na estabilidade da camada. Em contraste, os silicatos de sódio são menos facilmente expandidos, mas são menos sensíveis ao fluxo de plástico a uma temperatura elevada.

[020] Mistura de silicatos de sódio e de potássio irão inerentemente combinar as propriedades dos dois constituintes. No entanto, a mistura pode levar a uma redução nos pontos de amolecimento. A redução da temperatura do fluxo pode ser visível até mesmo sem estar localizada no nível eutético correspondente.

[021] Na prática, o teor respectivo de silicato de sódio e de potássio é preferencialmente ajustado de acordo com a camada em questão. Assim, é vantajoso para a camada com a razão molar elevada usar uma camada predominantemente composta de silicato de potássio. Os respectivos teores são de preferência de tal modo que as razões atômicas são K/ (K + Na) ≥ 90%.

[022] De uma maneira semelhante, a camada com a razão molar inferior é vantajosamente predominantemente formada a partir de silicato de sódio. De preferência, a razão atômica dos metais alcalinos é tal que Na/(Na + K) ≥ 50%.

[023] Os sistemas de vidraça à prova de fogo de acordo com a invenção proporcionam a possibilidade de estruturas variadas para conseguir a combinação de propriedades de resistência ao fogo e simultaneamente resistência ao impacto. As figuras anexas representam algumas das estruturas típicas utilizadas na invenção, em que:

- a Figura 1 mostra uma unidade de vidraça da técnica anterior atende os requisitos mecânicos;
- a Figura 2 mostra uma forma de realização da invenção, que compreende apenas duas folhas de vidro;
- a Figura 3 mostra uma forma de realização semelhante à da Figura 2, com uma estrutura simétrica;
- a Figura 4 mostra outra forma de realização da invenção, que compreende três folhas de vidro.

[024] Em uma configuração tradicional anterior mostrada na Figura 1, a unidade de vidraça ao mesmo tempo compreende uma camada intumescente 4 para as propriedades à prova de fogo, e uma folha de material de polímero 5, em particular, de PVB, para dar as qualidades da unidade de resistência mecânica ao impacto. A montagem da unidade de vidraça requer a presença de pelo menos três folhas de vidro 1, 2, 3, a fim de separar a camada intumescente 4 e a folha de material de polímero. O contato entre o vidro e o material intumescente ou o vidro e polímero é capaz de assegurar uma adequada adesão dos diferentes elementos que formam a unidade de vidraça. A adesão da folha de polímero à camada de silicato de metal alcalino é, por outro lado, insuficiente para permitir uma montagem que é resistente à delaminação. A presença da terceira folha de vidro é uma necessidade que tem a desvantagem de tornar a unidade mais espessas e pesadas no total. No entanto, deve ser notado que esta desvantagem é sensível, sobretudo para os produtos que correspondem a normas menos exigentes no que diz respeito à resistência ao fogo. Na verdade, a presença de uma terceira folha de vidro pode contribuir para as propriedades da unidade e, mais ainda, quando a folha de vidro intermediária 2 é mais espessa. No entanto, em geral, essa melhoria é apenas uma maneira de tornar o aumento de peso e espessura menos desvantajosa.

[025] A Figura 2 mostra uma forma de realização da invenção, que é inversamente dirigida para os produtos mais leves que atendem a esse requisito de resistência ao fogo e resistência ao impacto. A estrutura apresentada compreende duas folhas de vidro 1 e 2 e duas camadas intumescentes 4 e 6 coladas uma à outra, uma das folhas tendo uma razão molar elevada, a outra com uma razão molar inferior.

[026] O fato de que as camadas são ambas baseadas em silicato de metal alcalino permite uma boa aderência a ser obtida sem a necessidade de qualquer camada intermédia. A adesão é obtida, em particular através da passagem por meio de uma autoclave, que é apropriada, em qualquer caso, quando uma vidraça é produzida a partir de uma folha revestida com uma camada intumescente, em que uma segunda folha de vidro está associada. Portanto, o processo permanece inalterado.

[027] Além disso, como indicado acima, cada uma das camadas intumescentes auxilia no estabelecimento das propriedades à prova de fogo da unidade. A espessura destas camadas pode ser modulada em conformidade. No entanto, a folha com uma menor razão molar deve ser conservada a uma espessura adequada para proporcionar a resistência mecânica desejada. A menor espessura das camadas intumescentes para as unidades de vidraça que satisfazem os padrões menos rigorosos, por exemplo, as dos produtos designados El 30 (protecção de pelo menos, 30 minutos) estão na faixa de milímetro. Geralmente nenhuma das camadas é menos de que 0,5 mm e, geralmente, a sua espessura não excede a 2 mm. A combinação das camadas no modelo mostrado na Figura 2 é tal que a sua espessura combinada não seja inferior a 1 mm. Ela é, de preferência, pelo menos, igual a 1,5 mm.

[028] Em todos os casos, a espessura de todas as camadas intumescentes não difere muito do que dos produtos anteriores que compreendem apenas uma única camada. Por esse motivo nem o peso, nem a massa diferem significativamente das dos produtos anteriores que não, no entanto, proporcionam as mesmas propriedades combinadas. Em particular, os produtos de acordo com a invenção, no caso daqueles que atendem as normas menos rigorosas, são utilizáveis sem exigir que os quadros utilizados geralmente possam ser mudados. Eles podem, vantajosamente, ser substituídos para os produtos anteriores, sem dificuldade.

[029] O produto apresentado na Figura 2 tem uma estrutura assimétrica, no sentido de que as duas camadas intumescentes 4 e 6 não têm composições idênticas, independentemente da sua espessura. A Figura 3 mostra uma estrutura que compreende um conjunto que compreende três camadas intumescentes 4, 6 e 6 'dispostas entre duas folhas de vidro. Esta estrutura compreende, por exemplo, uma camada central 4 com uma razão molar elevada e duas camadas de ambos os lados com uma razão molar inferior. Esta estrutura simétrica é disposta sem considerar os possíveis impactos que é capaz de resistir, mesmo se em estruturas do tipo mostrado na Figura 2, a falta de simetria não provoca diferenças significativas de acordo com o lado capaz de resistir a um impacto.

[030] Quer se trate de uma estrutura do tipo da Figura 2 ou Figura 3, deve ser enfatizado que, pelo menos, uma das camadas, se que, com uma razão molar elevada ou que, com uma razão molar menor, podem ser produzidas pela formação de um gel que endurece espontaneamente possivelmente acelerando esta expansão sob o efeito do calor. Este método de formação tem a vantagem de permitir que as camadas a ser produzidas que não tenham uma espessura limitada, em contraste com as camadas que são preparadas por secagem de uma solução aplicada a um suporte disposto horizontalmente.

[031] Na forma de realização da Figura 2, cada uma das duas camadas intumescentes 4 e 6 pode ser obtida por secagem, ou por endurecimento de um gel. O endurecimento do gel pode ser conseguido através da aplicação da solução à folha de vidro disposta horizontalmente, e após o endurecimento do gel a folha é em seguida montada, quer com outra folha de uma composição diferente que se seguiu a um tratamento similar, ou com uma folha que não compreende uma camada intumescente, mas é montada sobre a primeira folha a fim de formar um espaço selado por meio de uma tira de vedação disposta sobre a periferia da folhas, o dito espaço sendo preenchido por meio de a solução ainda fluida da segunda composição de gel.

[032] As camadas intumescentes da estrutura da Figura 2 podem também resultar de secagem de duas composições diferentes em cada uma das folhas de vidro, e estas folhas são então montadas durante uma operação de calandragem e/ou secagem em forno sob pressão. Também é possível juntar uma folha tendo uma camada previamente seca a uma folha com uma camada intumescida previamente endurecida ou, tal como anteriormente, formada in situ através da criação de um espaço, em que a composição a ser endurecida é vertida, enquanto ela ainda está fluida.

[033] É sempre possível montar duas camadas secas ou endurecidas, qualquer que seja o seu método de preparação, desde que eles são suportados por uma folha de vidro. Em contraste a experiência mostra que a formação de uma primeira camada seca, em que uma nova aplicação de liquido é então sobreposta que é igualmente secada, faz não causar a simplificação esperada da secagem. Enquanto uma camada de baixa espessura pode ser seca de forma relativamente rápida, a aplicação de uma segunda quantidade de solução a ser seca para um dos resultados previamente secos em dois produtos sobrepostos sendo misturados com a desvantagem conhecida de uma camada espessa sendo lenta a secar. Quando uma camada que pode endurecer espontaneamente sob a forma de um gel é utilizada, seja na de contato com uma camada previamente seca ou outra camada endurecida, essa mistura não parece ter lugar. Cada camada retém a sua individualidade e as propriedades inerentes à sua estrutura.

[034] Como um exemplo, a estrutura da Figura 3 pode ser obtida através da formação de cada folha de vidro 1 e 2, uma camada intumescente idêntica ou diferente 6 e 6' resultante de uma operação de secagem ou endurecimento de um gel, com uma camada 4 formada por encher um espaço delimitado correspondente entre as duas folhas, cada uma das quais tendo uma camada, por meio de uma tira de vedação interposta disposta sobre a periferia dessas folhas.

[035] Se, tal como anteriormente, um dos objetivos que visam é produzir estruturas que são relativamente leves e, por esta razão, só compreende duas folhas de vidro, é também possível de acordo com a invenção a realização de operações de montagem, na qual as camadas intumescentes conforme com as características da invenção são separadas uma das outras por folhas de vidro. A Figura 4 mostra uma tal estrutura. Como na Figura 1, três folhas de vidro 1, 2, 3 separam uma primeira camada intumescente 4, por exemplo, com uma razão molar elevada, a partir de uma segunda camada intumescente 6 com uma razão molar inferior. Como indicado acima, este tipo de montagem permite que as estruturas a serem formadas que são menos leves, mas permitem que os padrões mais exigentes podem ser satisfeitos, em que a presença da folha intercalar de vidro 2 adiciona à resistência de toda a unidade.

[036] As estruturas implementando as características da invenção não se limitam aos apresentados nas figuras. É possível aumentar o número de camadas ou combinações de camadas com outras folhas de vidro. Estruturas mais complexas, em particular, podem ser formadas, que permitem que o desempenho requerido dos produtos classificados como EI 60, EI 90 ou EI 120 seja alcançado de acordo com o período de proteção desejado.

[037] Os métodos de preparação das camadas intumescentes utilizados de acordo com a invenção são semelhantes aos descritos em publicações anteriores. Referência é feita em particular aos pedidos de patente publicados EP 1960317, EP 1855878, EP 1993828, EP 2010382, WO 2009/065273.

[038] Existem dois métodos principais para a obtenção de materiais intumescentes: por secagem de uma solução destes silicatos ou por gelificação espontânea de uma solução com uma elevada concentração de substância seca. Os materiais obtidos nos dois casos diferem sensivelmente na composição e nas propriedades.

[039] A principal desvantagem das camadas que formam a secagem é uma preparação longa e minuciosa. A solução de silicato com os seus aditivos é espalhada sobre um suporte horizontal e todo o conjunto é submetido a uma secagem prolongada, numa câmara de operação eliminada por um fluxo de gás quente, a higrometria que é regulada. A duração da operação de secagem pode atingir várias dezenas de horas. Mais frequentemente, uma das folhas de vidro é utilizada como suporte para a solução durante a etapa de secagem.

[040] No método compreendendo a formação de um gel que endurece espontaneamente, possivelmente aumentando a temperatura para acelerar o processo, a composição é preparada na forma de uma solução que corresponde à estrutura final da camada intumescente. Esta solução deve ser preparada imediatamente antes da sua implementação por causa de seu rápido desenvolvimento para um estado sólido.

[041] É também possível substituir uma operação de desidratação para uma parte significativa das operações de secagem. Neste caso, a desidratação é realizada com a solução antes de a sua aplicação ao suporte de secagem. A desidratação é também particularmente útil na preparação de composições que endurecem espontaneamente. A rapidez da operação de desidratação, de fato, permite que as necessidades de rápido desenvolvimento para o estado sólido da composição desidratada e implementação desta composição seja reconciliada.

[042] A vantagem da desidratação da solução é ter meio adicional para permitir a eliminação da água a partir da composição inicial para ser significativamente acelerada. Nos processos tradicionais de secagem os parâmetros disponíveis são essencialmente as condições hidrométricas e condições de temperatura do fluxo gasoso da câmara de secagem. Ao realizar a desidratação da solução de uma forma mais compacta, é possível fazer uso do fator de pressão. A eliminação de água da composição inicial é tudo o mais rápido quando a operação é conduzida numa atmosfera em que a pressão é tão reduzida quanto possível.

[043] É possível realizar a operação de desidratação a partir de soluções que são geralmente utilizadas nos processos de preparação que utilizam a secagem. Com estas soluções, o objetivo é normalmente limitar o teor inicial de água de forma a minimizar o tempo de secagem. Como uma indicação, para as composições com uma razão molar da ordem de 4-5 o teor inicial de água das composições submetidas a secagem não é geralmente inferior a 45%. Para maiores razões molares o teor de água é necessariamente mais alto.

[044] A implementação de uma etapa de desidratação acelerando a eliminação da água permite que a desvantagem associada com o teor inicial de água seja reduzido. É possível processar soluções, em que o teor de água inicial é maior do que 60% em peso, sem o custo da operação ser proibitivo. Por conseguinte, a operação de desidratação também facilita o tratamento de composições que têm muito maiores razões molares que o previsto, em particular razões na ordem de 5 a 7.

[045] Na prática, levando em conta os métodos de desidratação e o tempo adequado para a utilização da composição desidratada, o teor de água do produto desidratado vantajosamente situa-se entre 35 e 42% em peso, e mais freqüentemente entre 38 e 40%.

[046] A temperatura é um fator importante, que tende a coagular a composição se aumenta muito. Para evitar este risco, a operação de desidratação é de preferência conduzida mantendo a composição a uma temperatura que não exceda 60°C e de preferência não exceda 50°C.

[047] É igualmente importante que o período de tempo que a composição desidratada é a estas temperaturas seja devidamente controladas. Na prática, o produto desidratado é utilizado o mais cedo possível, mas para as necessidades práticas tolerância deve ser feita para o produto a ser capaz de se manter em condições reológicas adequadas durante um período não inferior a 15 minutos e de preferência não inferior a 30 minutos.

[048] A etapa de desidratação é, vantajosamente, a mais curta possível. Para isso, e levando em conta as limitações impostas pela temperatura pelo desenvolvimento das composições tratadas, é vantajoso conduzir a eliminação da água, operando numa atmosfera a pressão reduzida. A pressão acima da composição é vantajosamente 1 a 100 hPa e de preferência 10 a 50 hPa. Quanto mais reduzida é a pressão, mais rápida a eliminação de água. No entanto, a escolha da pressão de tratamento tem necessariamente de ter imperativos econômicos em consideração. Quanto mais a pressão é reduzida, o equipamento mais caro o é em termos de investimento e de operação. Portanto, os valores escolhidos proporcionam um bom compromisso entre eficácia e custo, voltando-se para o equipamento que é relativamente comum para outras aplicações.

[049] O equipamento utilizado para alcançar resultados rápidos de desidratação em uma composição sob uma forma que tem tão grande uma superfície de troca quanto possível e uma espessura reduzida. No equipamento habitual, a composição é aplicada sob a forma de uma película fina que se renova continuamente. Isto é conseguido através de um movimento de um sistema de aplicação da composição sobre as paredes do equipamento em condições de que serão dadas nos exemplos na descrição que se segue.

[050] Mesmo adicionando o tempo da operação de desidratação que é muito curto, é claramente evidente que a combinação de desidratação e de secagem é substancialmente mais curta do que é o caso com o material intumescente inteiramente preparado por secagem.

Exemplo 1. Preparação de uma camada com uma elevada razão molar

[051] A solução formada integralmente a partir de silicato de potássio é obtida a partir de uma solução de KOH a 50% em peso, e de uma suspensão de silica coloidal de 50% em peso de silica (Klebosol 50R50) . Glicerina e TMAH, em uma solução aquosa a 25% são adicionados à mesma. A solução obtida é submetida à desidratação antes da utilização. As proporções da mistura e as características da camada após secagem são especificadas na Tabela 1.

Exemplo 2.

[052] A preparação semelhante à precedente é feita a partir de uma solução de 50% em peso de silicato de sódio e silica coloidal, uma vez mais, como no Exemplo 1. Glicerina e TMAH também são adicionados e a solução é aplicada a uma folha de vidro e submetida a secagem. As quantidades de produtos usados e as composições resultantes finais são indicadas na Tabela 1.

Exemplos 3 e 4.

[053] Antes de preparar o silicato de metal alcalino, as soluções de KOH e NaOH anteriormente utilizadas são misturadas. A mistura é conduzida com 1000 g de cada uma das soluções resultantes em uma razão atômica Na/K de 1,40.

[054] A silica coloidal e ou etileno glicol ou glicerina e TMAH são adicionados à mistura inicial. Para o primeiro ajuste da mistura do teor de água resulta em secagem em desidratação no segundo caso. As quantidades de produtos usados e as composições resultantes finais são indicadas na Tabela 1. As quantidades são expressas em gramas e as proporções no produto final são dadas em percentagens em peso.

[055] Nesta tabela MR é a razão molar SiO2/(Na2O + K2O), EG é etileno glicol e G é glicerina.

[056] Exemplos 5 a 8.

[057] Uma série de composições para as camadas com razão molar baixa são preparadas como previamente. As soluções dos Exemplos 5, 6, 7 e 8 são todos feitas a partir de silicato de potássio. A primeira é seca e as outras três são desidratadas. As proporções dos constituintes e as das composições são dadas como previamente na Tabela 2.

Exemplos 9 a 12.

[058] Uma mistura inicial de soluções de KOH e NaOH é fabricada a partir de 500 g de KOH e 1040 de NaOH para se obter uma razão atômica Na/K de 2,92. A solução inicial é de 60% de água.

[059] Tal como previamente, a eliminação da água na mistura com a silica coloidal é realizada por secagem no Exemplo 9 e pela desidratação nos outros. As composições finais são como especificadas na Tabela 3.

[060] Trabalhando a partir das composições preparadas as camadas com uma baixa razão molar são vantajosamente formadas com uma espessura de 1,5 mm. No caso das camadas com uma razão molar elevada as espessuras são vantajosamente diferenciadas de acordo com a sua composição. As camadas formadas de silicato de sódio que têm uma capacidade de fluxo pobre podem ser mais espessas, o que permite melhor desempenhos no que diz respeito ao fogo a ser alcançado. Estas camadas são de 4 mm de espessura, por exemplo. As camadas inteiramente com base em silicato de potássio, de preferência têm uma menor espessura, por exemplo, 2 mm. As camadas com base em uma mistura de silicatos de sódio e de potássio seriam vantajosas ter uma espessura intermédia, por exemplo, 3 mm.

Claims

Vidraça à prova de fogo, caracterizada pelo fato de que compreende um conjunto de pelo menos duas folhas de vidro (1, 2), entre as quais pelo menos duas camadas de material intumescente (4, 6) com base em silicato de metal alcalino hidratado são dispostas, em que a composição das duas camadas (4, 6) é diferente uma da outra, uma com uma razão molar SiO2/Na2O maior do que 3,5 e a outra com uma razão molar menor do que 3,2.
Vidraça, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as razões molares entre as duas camadas (4, 6) diferem uma da outra por um valor de pelo menos 0,8 e de preferência pelo menos 1.
Vidraça, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que uma camada (4, 6, 6') tem uma razão molar maior ou igual a 4.
Vidraça, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a razão molar é inferior a 7 e de preferência inferior a 6.
Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que uma camada (4, 6, 6') tem uma razão molar de no máximo 3.
Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, ou 5, caracterizada pelo fato de que o silicato de metal alcalino hidratado tem um teor acumulado de água e de poliálcool tal como glicerina ou etileno glicol de 30 a 45% em peso de cada camada (4, 6, 6') .
Vidraça, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o teor acumulado de água e de poliálcool está na faixa de entre 35 e 40% em peso de cada camada (4, 6, 6') .
Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que a camada (4, 6, 6') com uma razão molar maior tem um teor de poliálcool de não mais do que 8% em peso da camada e, preferivelmente, não mais do que 6%.
Vidraça, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a camada (4, 6, 6') com uma razão molar menor tem um teor de poliálcool na faixa de entre 15 e 25% e de preferência entre 18 e 23% em peso da camada.
Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caracterizada pelo fato de que os metais alcalinos que formam as camadas intumescentes (4, 6, 6') são ou de potássio ou de sódio, ou uma mistura dos dois.
Vidraça, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a camada (4, 6, 6') com uma razão molar elevada é substancialmente baseada em silicato de potássio, em que a razão atômica K/ (K + Na) é maior do que ou igual a 90%.
Vidraça, de acordo com a reivindicação 10 ou reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que a camada (4, 6, 6') com uma razão molar menor é predominantemente formada de silicato de sódio, em que a razão Na (Na + K) é maior ou igual a 50%.
Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ou 12, caracterizada pelo fato de que duas camadas (4, 6) de composições diferentes são coladas uma à outra.
Vidraça, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que compreende, em sucessão: uma primeira folha de vidro (1), uma primeira camada de silicato de metal alcalino com uma razão molar elevada, uma camada de silicato de metal alcalino com uma razão molar menor, outra camada de silicato com uma razão molar elevada que é idêntica na composição ou não à da primeira camada e uma segunda folha de vidro (2).
Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ou 12, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos uma camada de silicato de metal alcalino com uma razão molar elevada e uma camada de silicato de metal alcalino com uma razão molar menor separada por pelo menos uma folha de vidro.
Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ou 15, caracterizada pelo fato de que a espessura de cada camada de silicato de metal alcalino com uma razão molar baixa está na faixa de entre 0,5 a 2 mm.
Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ou 16, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das camadas de silicato de metal alcalino é obtida por secagem de uma solução tendo um teor em água tal que a solução é estável na temperatura padrão.
Vidraça, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que a camada ou camadas (4, 6, 6') com uma razão molar menor é/são obtidas por secagem.
Vidraça, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 ou 18, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma camada (4, 6, 6') com uma razão molar elevada é obtida pela formação espontânea de um gel de uma solução praticamente sem secagem.