DE102005018842A1

DE102005018842A1 - Brandschutzverglasung

Info

Publication number: DE102005018842A1
Application number: DE200510018842
Authority: DE
Inventors: Hermann Ross
Original assignee: HERO GLAS VEREDELUNGS GmbH; HERO-GLAS VEREDELUNGS GmbH
Current assignee: SKANBEL UG, DE
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-23
Also published as: DE102005018842B4

Abstract

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Brandschutzverglasungen und dazu eingerichtete Brandschutzmittel.

Description

Brandschutzverglasungen bestehen üblicherweise aus zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordneter, über einen Spalt voneinander beabstandeten Glasscheiben, zwischen denen ein Brandschutzmittel angeordnet ist. Im Brandfalle zerspringt die dem Feuer ausgesetzte Glasscheibe, so dass das Brandschutzmittel dem Feuer ausgesetzt wird und seine Struktur unter Absorption erheblicher Wärmemengen verändert. Üblicherweise wird die Brandschutzzusammensetzung bei Feuereinwirkung aufgeschäumt, verliert ihre Transparenz für Wärmestrahlung und setzt Wasserdampf frei, so dass die dem Feuer abgewandete Seite der Brandschutzverglasung gekühlt und gegen die Einwirkung von Wärmestrahlung des Feuers geschützt wird. Derartige Brandschutzverglasungen sind beispielsweise beschrieben in der DE 102 37 395 A1 , an deren Inhalt sich der Fachmann zum Ausgestalten der unten beschriebenen erfindungsgemäßen Brandschutzverglasungen orientieren wird.

Nachteilig an herkömmlichen Brandschutzmitteln ist, dass sie zum Erreichen einer ausreichend lange währenden Brandschutzdämmung sehr schwer sind. Zudem sind sie häufig stark korrosiv und neigen dazu, Metallteile, mit denen die Scheiben der Brandschutzverglasung allfällig gehalten werden, zu beschädigen. Ferner dürfen Brandschutzmittel und Brandschutzverglasungen ihre Transparenz nicht verlieren, soweit sie nicht wie bei einem Brand übermäßiger Wärmeeinwirkung ausgesetzt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Brandschutzverglasung der eingangs beschriebenen Art weiterzuentwickeln, um eine möglichst leichtere, wenig korrosive und in Abwesenheit übermäßiger Wärmeentwicklung dauerhaft transparente Brandschutzverglasung zu schaffen. Hierzu sollten auch geeignete Brandschutzmittel angegeben werden.

Erfindungsgemäß wird deshalb eine polymerisierbare Zusammensetzung zum Herstellen eines Hydrogels angegeben, umfassend:

9–12 Gew.-% NaCl,
8–12 Gew.-% MgCl₂,
5–7 Gew.-% N-Methylolacrylamid,
0,5–1 Gew.-% Acrylamid,
0,055–1 Gew.-% eines Polymerisationsbeschleunigers,
0,015–0,025 Gew.-% Methylenbisacrylamid,
0–2 Gew.-% weitere Alkali- und/oder Erdalkalimetallsalze, wobei die übrigen Gewichtsanteile Wasser sind und alle übrigen Gewichtsanteile bezogen sind auf wasserfreie Bestandteile.

Die erfindungemäße Zusammensetzung lässt sich vorteilhaft leicht zu einem Hydrogel auspolymerisieren, das als Brandschutzmittel in den Spalt zwischen zwei voneinander beabstandeten Glasscheiben einer Brandschutzverglasung eingebracht werden kann. Eine derartige Brandschutzverglasung besitzt eine besonders hohe Brandschutzwirkung, d.h. eine geringe Durchstrahlbarkeit für Wärmestrahlen über einen möglichst langen Zeitraum hinweg. Das erfindungsgemäße Hydrogel ist aufgrund der Zusammensetzung der erfindungsgemäßen polymerisierbaren Zusammensetzung vorteilhaft wenig korrosiv gegenüber üblicherweise in Brandschutzverglasungen eingesetzten Metallen, so dass die erfindungsgemäße Brandschutzverglasung nur eine vergleichsweise geringe Neigung besitzt, aufgrund des erfindungsgemäßen Brandschutzmittels (des erfindungsgemäßen Hydrogels) im Inneren zu korrodieren.

Vorzugsweise wird in der erfindungsgemäßen polymerisierbaren Zusammensetzung TEAG als Polymerisationsbeschleuniger verwendet. Eine besonders bevorzugte TEAG-Zusammensetzung enthält 2,2',2"-Nitrilothriethanol, Diethanolamin und Ethandiolglykol. Ferner ist es bevorzugt, wenn der Anteil an weiteren Alkali- und Erdalkalimetallsalzen (also abgesehen von NaCl und MgCl2) besteht aus Salzen, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus KCl, CaCl₂ und Mischungen dieser Salze wobei es besonders bevorzugt ist, wenn der Anteil an KCl₂ 0,2 bis 0,5 Gew.-% und der Anteil an KCl 0,3 bis 0,65 Gew.-% beträgt. Die eingangs beschriebenen Vorteile der erfindungsgemäßen polymerisierbaren Zusammensetzung lassen sich mit den bevorzugten Zusammensetzungen besonders gut verwirklichen, so dass die durch Polymerisation erhältlichen zugehörigen erfindungsgemäßen Hydrogele und die entsprechenden erfindungsgemäßen Brandschutzverglasungen ebenfalls besonders bevorzugt sind.

Vorzugsweise wird beim Herstellen der erfindungsgemäßen Brandschutzverglasung der Spalt zwischen den Scheiben nahezu vollständig mit dem erfindungsgemäßen Hydrogel ausgefüllt. Bevorzugt ist dabei, wenn das Hydrogel in situ zwischen zwei benachbarten Glasscheiben in dem Spalt erzeugt wird. Dabei werden die Ausgangskomponenten der Brandschutzzusammensetzung oder auch einzelne Komponenten, insbesondere ein oder mehrere Polymerisationsinitiatoren bzw. Polymerisations-Ausgangsstoffe, erst unmittelbar vor dem Befüllungen des Spaltes mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vermischt. Die Polymerisation bzw. Polykondensation findet dann unmittelbar in dem Spalt statt. Ist das erfindungsgemäße Hydrogel dagegen ausreichend fließfähig, so kann das Befüllen des Spaltes auch nach Herstellen des Hydrogels stattfinden. Alternativ ist es möglich, das erfindungsgemäße Hydrogel vor dem Verbunden der Scheiben auf wenigstens eine der beiden Scheiben aufzubringen. Dabei wird zweckmäßigerweise und bevorzugt so vorgegangen, dass zwischen dem Hydrogel und der zugehörigen Scheibe keine Gasblasen eingeschlossen werden.

Vorzugsweise wird der Spalt zwischen zwei benachbarten Scheiben der Brandschutzverglasung durch das Brandschutzmittel im wesentlichen vollständig ausgefüllt. Zweckmäßigerweise werden dabei Hohlräume, insbesondere Luftblasen, zwischen den Scheiben vermieden. Derartige Hohlräume könnten die Transparenz der Scheiben unter Nicht-Brandbedingungen trüben. Darüber hinaus wird durch eine im wesentlichen vollständige Befüllung des Spaltes mit dem Hydrogel sichergestellt, dass im Brandfall unter Hitzeeinwirkung die zuvor genannten Vorteile der Brandschutzzusammensetzung erreicht werden können. Ebenfalls bevorzugt ist es, wenn benachbarte Scheiben durch das Hydrogel im wesentlichen vollflächig miteinander verbunden sind, wobei die Scheiben insbesondere aufgrund der hohen Adhäsionskräfte des Brandschutzmittels miteinander verklebt sind. Bei ausreichend hohen Adhäsionskräften des erfindungsgemäßen Hydrogels kann auf den Einsatz sonstiger Befestigungsmittel, wie Klemmen o.dgl., unter Umständen vollständig verzichtet werden.

Um eine Befüllung des Spaltes mit dem Brandschutzmittel in einfacher Art und Weise sicherzustellen, sind der Spalt und im wesentlichen die allfällig vorhandenen Stirnflächen der Glasscheiben von einer äußeren Ummantelung umfasst. Dadurch ist es möglich, beispielsweise die erfindungsgemäße Zusammensetzung vor der Umsetzung der Ausgangskomponenten in ein Gel bzw. bei ausreichend hoher Fliessfähigkeit das Hydrogel selbst nahezu vollständig in den Spalt einzufüllen. Die äußere Ummantelung dient dabei dem Zweck, ein Auslaufen des Brandschutzmittels während des Füllungsvorgangs der Brandschutzverglasung zu verhindern.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Ummantelung um eine Folie oder einen biegsamen Körper. Alternativ kann jedoch auch ein starrer Rahmen vorgesehen sein. Bei stärkerer Erhitzung der Scheiben im Brandfall kommt es zu einer Ausdehnung der dem Brandherd zugewandten Scheibe in Folge der Erwärmung. Gleichzeitig steigt der Druck im Spalt aufgrund der freigesetzten Gase wie beispielsweise Wasserdampf an. Beide Ursachen führen dazu, dass sich die dem Brandherd zugewandte Scheibe stärker ausdehnt als die dem Brandherd abgewandte Scheibe. Erfindungsgemäß ist es daher bevorzugt, die äußere Ummantelung des Spaltes und/oder der Stirnflächen der Glasscheiben so auszubilden, dass die stärkere Ausdehnung der dem Brandherd zugewandten Scheibe zu einem Aufreißen oder zur Öffnung der Ummantelung führt und somit der Spalt gegenüber der Umgebung freigelegt wird. Die Freigabe des Spaltes im Brandfall sollte vorzugsweise vollständig erfolgen, so dass die Entgasung des Brandschutzmittels zumindest in Nähe der Stirnseiten des Spaltes ablaufen kann. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die erfindungsgemäße Brandschutzverglasung auch mit Ventilen zum Entgasen des Brandschutzmittels im Brandfalle ausgerüstet sein. Auf diese Weise ist eine gute Kühlwirkung durch das erfindungsgemäße Hydrogel auch dann sichergestellt, wenn die dem Brandherd zugewandte Scheibe noch nicht zerbrochen ist.

Ferner ist es bevorzugt, die Scheiben der erfindungsgemäßen Brandschutzverglasung so in einem Rahmen aufzunehmen, dass die Scheiben wenigstens einen Freiheitsgrad aufweisen, der eine Bewegung der dem Brandherd zugewandten Scheibe relativ zu der dem Brandherd abgewandten Scheibe ermöglicht. Damit wird erreicht, dass die dem Brandherd zugewandte Scheibe erst bei erheblicher Wärmeeinwirkung und daher im Brandfalle spät zerbricht. Dabei sind die Scheiben der erfindungsgemäßen Brandschutzverglasung zweckmäßigerweise derart miteinander verbunden, dass vorzugsweise sowohl in Richtung der Stirnflächen der Scheibe als auch quer dazu eine Lageverschiebung der in Richtung auf den Brandherd gelegenen Scheibe gegenüber der dem Brandherd abgewandten Scheibe möglich ist. Diese Maßnahmen tragen dazu bei, dass die dem Brandherd zugewandte Scheibe später reißt oder zerspringt.

Die Breite des Spaltes zwischen benachbarten Glasscheiben ergibt sich nach vollständiger Ausfüllung des Spaltes mit dem Brandschutzmittel im wesentlichen durch die Schichtdicke des Brandschutzmittels oder durch entsprechende Abstandshalter, die zwischen den benachbarten Scheiben eingesetzt sind. Durch die Wahl der Schichtdicke des Brandschutzmittels lässt sich unter anderem die Brandschutzzeit und die Intensität der Strahlungsminderung durch die Brandschutzverglasung einstellen. Zudem ist eine gleichbleibende Stärke der Brandschutzverglasung auch im Hinblick auf den späteren Einbau in einen Fensterrahmen oder dergleichen wünschenswert.

Claims

Polymerisierbare Zusammensetzung zum Herstellen eines Hydrogels, umfassend: 9–12 Gew.-% NaCl, 8–12 Gew.-% MgCl₂, 5–7 Gew.-% N-Methylolacrylamid, 0,5–1 Gew.-% Acrylamid, 0,055–1 Gew.-% eines Polymerisationsbeschleunigers, 0,015–0,025 Gew.-% Methylenbisacrylamid, 0–2 Gew.-% weitere Alkali- und Erdalkalimetallsalze, ad 100 Gew.-% aufgefüllt mit Wasser, wobei alle Gewichtsanteils-Angaben bezogen sind auf wasserfreie Bestandteile.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Polymerisationsbeschleuniger TEAG verwendet wird.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Alkali- und Erdalkalisalze ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus KCl, CaCl₂ und Mischungen dieser Salze.
Hydrogel, herstellbar durch Polymerisierenlassen einer Zusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche.
Brandschutzverglasung mit zwei voneinander beabstandeten Glasscheiben, zwischen denen ein Brandschutzmittel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Brandschutzmittel ein Hydrogel nach Anspruch 4 ist.