DE3844003C1

DE3844003C1 - Photochromic, silicate-containing foam glass (foamed glass, cellular glass) material or foamed-glass composite

Info

Publication number: DE3844003C1
Application number: DE19883844003
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Chem. Dr. 1000 Berlin De Ortlepp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1990-03-08
Anticipated expiration: 2008-12-28

Description

Die Erfindung betrifft einen gelförmigen, transparenten, silicatischen Schaumglaswerkstoff, dem photochrome Substanzen zur Regelung seiner Licht durchlässigkeit erfindungsgemäß hinzugesetzt sind.

Der Werkstoff ist ein- oder mehrschicht aus an sich transparenten organischen oder anorganischen Werkstoffen, wie anorganischem Silikat glas, Polyacrylat oder dergleichen, hergestellt, wobei wenigstens eine Schicht als Aerogel ausgebildet ist und wenigstens diese und/oder eine andere Schicht photochrome chemische Substanzen, wie beispielsweise Silberbromid, enthält.

Ferner kann transparenter Faserstoff als Verstärkungsmaterial hinzuge setzt sein.

Schaumglas u. dgl. wird gewöhnlich aus Abfallstoffen, wie Altglas und/ oder Hüttenschlacken usw., hergestellt; es ist wegen seiner niedrigen Wärmeleitzahl, seiner hohen Feuerfestigkeit und auch guten Beständigkeit gegenüber chemischen und biologischen Einflüssen als Baustoff besonders gut geeignet (s. u. a. Z. Sprechsaal, 102. Jahrgang, 1969, Seite 705 ff. sowie Z. Glas-Email-Keramo-Technik, September 1968, Heft 9, Seite 705 ff.).

Auch ist die Verbesserung der mechanischen Stabilität durch Faserstoffe oder Drahtbewehrung dort bereits beschrieben worden (s. Z. Sprechsaal, a. a. O.).

Doch hat dieser schon länger bekannte Werkstoff keine oder nur ge ringe Lichtdurchlässigkeit, so daß er nur dort für die Bekleidung von Bauwerksteilen verwendet werden kann, wo allenfalls diffuses Tageslicht für die Belichtung von Gebäudeinnenbereichen ausreichend ist.

Dem vorbekannten Stand der Technik sind auch Hinweise und Anwendungs beispiele für die photochrome Ausgestaltung transparenter organischer und anorganischer Werkstoffe, so auch im Bauwesen, zu entnehmen (siehe u. a. US-PS 32 08 860, DE-OS 33 14 922), dahingegen ist die Verwendung photochromer Zusätze für Werkstoffe nach dem Oberbegriff des Patent ansprüche bisher noch nicht bekannt.

In neuester Zeit ist ein als Aerogel bezeichneter silicatischer Schaum glaswerkstoff beschrieben worden (s. Z. HighTech, Heft 1, 1989, Seite 35 ff.), der sich, verglichen mit den herkömmlichen, weiter oben be schriebenen Schaumglaswerkstoffen, durch besonders hohe Lichtdurch lässigkeit und gute Wärmedämmeigenschaften auszeichnet.

Dieser neue Werkstoff wird wie folgt hergestellt:

Aus getrennten Vorratsbehältern werden mittels einer Spritzdüse Schwefel säurelösung und Wasserglas in eine Waschflüssigkeit gesprüht, wobei sich gelförmige Kieselsäure abscheidet. Als Waschflüssigkeit wird insbesondere Methanol oder Ethanol, mit geringem oder ohne Wasseranteil, verwendet, so daß das Kieselgel - neben dem chemisch durch Hydratisierung gebundenen Wasser - vor allem leicht verdampfbaren Alkohol als Mischungsbestandteil enthält. Das Gel wird anschließend einer sogenannten hyperkritischen Trocknung unter hohem Druck und hoher Temperatur unterworfen und der hierbei dampfförmig vorliegende Alkohol entzogen.

Es entsteht ein silicatischer Werkstoff von skelettartiger Struktur, des sen Mikroholräume Luft enthalten.

Nachteil dieses neuen Werkstoffes ist jedoch, daß - verwendet man ihn beispielsweise als Fassadenbauteil - die Aufheizung des Gebäudes infolge von Sonneneinstrahlung nicht vermieden wird; auch ist er ge gen mechanische und physikalische Einwirkungen, so bei der Montage oder Winddruck, nicht ausreichend stabil.

Ausgehend von dem vorbekannten Stand der Technik war daher erfindungs gemäß die Aufgabe zu lösen, einen Schaumglaswerkstoff - mit besonderer Eignung für Bauzwecke, so für die Bekleidung von Gebäudelichtöffnungen, -fassaden usw. - ohne die genannten Nachteile herzustellen.

Die Lösung der Aufgabe folgt den Kennzeichen und Merkmalen der Patent ansprüche und wird nachstehend anhand einiger Beispiele beschrieben, wo bei von der bereits beschriebenen Methode als Grundlagenverfahren für die Aerogel-Herstellung ausgegangen wird.

Beispiel 1

Der Waschflüssigkeit sind 0,01 bis 0,1 Mol Silbernitrat und 0,01 bis 0,1 Mol Kaliumbromid oder -chlorid unter gutem Mischen hinzugesetzt.

In die Waschlösung wird - wie oben - Wasserglas und verdünnte Schwefel säurelösung mittels einer Düse eingesprüht und das entstandene Kiesel gel einer hyperkritischen Trocknung unterworfen.

Das auf diese Weise hergestellte Aerogel enthält Silberbromid bzw. -chlorid und hat die gewünschten photochromen Eigenschaften.

Beispiel 2

Die Waschflüssigkeit nach Beispiel 1 wird mit 0,1% bis 5% Polyvinylalkohol oder dergleichen als Verdickungsmittel und Haftvermittler versetzt und in einem Flottenbehälter vorgelegt. Durch die Flotte wird eine transparente Folie, beispielsweise eine Polyacrylatfolie, hindurchgeführt und auf den hierbei gebildeten Flüssigkeitsfilm Wasserglas- und Schwefelsäurelösung aufgesprüht, wobei sich Kieselgel abscheidet. Die in dieser Weise beschich tete Folie wird einer Trocknung bei ca. 80°C und einem Druck von 0,1 bis 0,5 bar unterzogen.

Beispiel 3

100 ml einer wässerigen Ethanol-Lösung (1 : 1), die 0,01 Mol Silbernitrat enthält, und 100 ml einer wässerigen Ethanol-Lösung (1 : 1), die 0,01 Mol Natriumbromid enthält, werden unter kontinuierlichem Rühren zusammenge gossen und 20 ml einer 3 bis 5%igen ethanolischen Polyvinyl pyrrolidon-Lösung hinzugegeben und Wasserglas-Schwefelsäure-Lösung wie nach Beispiel 1 eingesprüht. Das Kieselgel wird wie oben angegeben getrocknet.

Beispiel 4

Der nach Beispiel 1 oder 3 zusammengesetzten Waschflüssigkeit werden - auf deren Gewicht bezogen - 1 bis 10 Gewichtsteile Stapelglasfasern mit einer Länge von ca. 2 mm und einem Diameter von ca. 50 µm hinzu gesetzt und die Mischung dann wie oben angegeben weiterbehandelt.

Beispiel 5

Wie nach Beispiel 2, jedoch wird eine transparente PVA-Folie verwendet, die bereits Silberbromid als photochrome Substanz enthält, während die Flotte frei von solchen Substanzen ist und lediglich aus Ethanol bzw. einem Ethanol-Polyvinylalkohol-Gemisch besteht.

Beispiel 6

Eine nach Beispiel 3 hergestellte, zusätzlich mit 10% Polyvinylalkohol versetzte und gut gemischte Lösung wird auf eine Polyacrylat-Platte gegossen und bei ca. 30°C vorgetrocknet. Anschließend wird auf den noch feuchten Film eine ca. 2 mm dicke Aerogelschicht aufgetragen und diese Schicht mit 10%iger wässeriger Polyvinylalkohollösung gebunden.

Der Verbundwerkstoff wird dann bei 70 bis 90°C und einem Unterdruck von 0,5 bar getrocknet.

Im vorliegenden Beispiel kann an Stelle der (transparenten) Polyacrylat platte auch eine Silikatglasplatte als Substrat verwendet werden.

Claims

1. Ein- oder mehrschichtiger transparenter, silicatischer Schaumglaswerkstoff oder Verbundwerkstoff mit wenigstens einer als Aerogel ausgebildeten Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß photochrome chemische Substanzen zur Regelung seiner Licht durchlässigkeit in Abhängigkeit von der Lichtintensität hinzuge setzt sind.

2. Schaumglasverbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß er einen im Querschnitt schichtenförmigen Aufbau aus transparentem anorganischen und/oder organischen Werkstoff hat und wenigstens eine der Schichten photochrome Substanzen enthält und wenigstens diese und/oder eine andere Schicht als gelförmiger, transparenter, silicatischer Schaumwerkstoff ausgebildet ist.

3. Schaumglaswerkstoff oder -verbundwerkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß transparente anorganische und/oder organische Faserstoffe als Verstärkungsmaterial hinzugesetzt sind.