DE4001677C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine feuerwiderstandsfähige Verglasung aus we­ nigstens zwei parallelen auf Abstand gehaltenen Glasscheiben, zwischen denen eine Schicht aus einem Hydrogel angeordnet ist, dessen wäßrige Phase ein gelöstes Salz enthält.

Feuerwiderstandsfähige Glasscheiben dieser Art sind z. B. aus der DE 27 13 849 C2 bekannt. Ihre Wirkungsweise im Brandfall besteht darin, daß zunächst die auftreffende Hitze von dem Wasser in der Hydrogelschicht absorbiert und für die Verdampfung des Wassers verbraucht wird, und daß nach dem Verdampfen des Wassers und nach dem Verbrennen der festen organischen Phase des Hydrogels von dem Salz ein festes schaumartiges Gerüst gebildet wird. Dieses schaumartige feste Gerüst bleibt auch bei starker Hitzeeinwirkung erhalten und bildet einen isolierenden Hitzeschild, der weiterhin den Durchtritt der Hitzestrahlung verhindert. Mit diesem grundsätzlichen Aufbau lassen sich feuerwiderstandsfähige Verglasungen herstellen, die den Feuerwiderstandsklassen G und den Feuerwiderstandsklassen F gemäß Definition der DIN 4102, Teil 5 vom September 1977 entsprechen.

Bei diesem bekannten feuerwiderstandsfähigen Glasscheiben der eingangs genannten Art besteht das die feste Phase des Hydrogels bildende Polymer aus Polyacrylamid, das sich in wäßriger Lösung durch Polymerisation von Methacrylamid und Acrylamid bildet. Die Polymerisation erfolgt nach Zugabe von Peroxiden oder Persalzen unter Zugabe eines Beschleunigungsmittels und gegebenenfalls eines Vernetzungsmittels.

Aus der DE 35 30 968 C2 ist es bekannt, bei einer feuerwiderstandsfähigen Verglasung der genannten Art dem Hydrogel ein Alkaliphosphat, ein Alkaliwolframat und/oder ein Alkalimolyldat als Korrosionsschutzsubstanz zuzusetzen. Dadurch wird vermieden, daß Störungen, Verfärbungen oder Eintrübungen des Gels als Folge einer Korrosion des metallischen Abstandshalters zwischen den Glasscheiben durch die agressive Salzlösung auftreten. Auch in diesem Fall werden als gelbildende Stoffe Acrylsäurederivate wie Acrylamid und N-Methylolacrylamid verwendet.

Acrylamid ist bekanntlich eine toxische Verbindung, und seine Verwendung für die Herstellung von feuerwiderstandsfähigen Glasscheiben ist daher nicht unbedenklich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in wäßriger Lösung polymerisierendes, das heißt ein gelbildendes System zu finden, das keine toxischen Stoffe enthält, das in salzhaltigem Wasser vollständig löslich ist und in dem salzhaltigen Wasser polymerisiert, und das ein farbloses und trübungsfreies Gel bildet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die feste Phase des Hydrogels aus polymerisiertem 2-Hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium-chlorid besteht.

Die durch Polymerisation die feste Phase des Hydrogels bildende monomere Verbindung 2-Hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium-chlorid hat die Strukturformel

Bezüglich der erfindungsgemäß verwendeten Verbindung konnte bisher keine Toxizität und keine für die Gesundheit nachteilige Wirkung festgestellt werden. Da diese Verbindung in gleicher Weise wie die bisher für diesen Zweck bekannten und verwendeten Acrylsäurederivate ein stabiles, farbloses und trübungsfreies Gel bildet, eignet es sich in ausgezeichneter Weise für den erfindungsgemäßen Zweck. Gegenüber den für diesen Zweck bekannten Acrylsäurederivaten hat sie darüber hinaus den Vorteil einer erhöhten Haftungsfähigkeit zur Glasoberfläche, so daß besondere Maßnahmen zur Verbesserung der Haftung des Gels an den Glasscheiben entfallen können.

Wie bei den bekannten feuerwiderstandsfähigen Glasscheiben ist es zweckmäßig, wenn die erfindungsgemäß eingesetzte Verbindung durch Zusatz eines Netzbildners dreidimensional vernetzt ist. Als Netzbildner kann insbesondere N-N′-Methylenbisacrylamid (MBA) zur Anwendung kommen. Auch bei den bekannten feuerwiderstandsfähigen Glasscheiben verwendeten Katalysatorsysteme aus einem Oxidationsmittel, beispielsweise einem Peroxid, und einer Beschleunigungskomponente, beispielsweise Diethylaminopropionitril (DEAPN) oder Triethanolamin in Glykol (TEAG), können ohne Schwierigkeiten für die Polymerisation der erfindungsgemäß eingesetzten Verbindung verwendet werden.

Die anteilige Menge des Polymers in dem Gel kann in verhältnismäßig weiten Grenzen schwanken und kann zwischen 5 Gew.-% und 50 Gew.-% des Gels betragen, je nach den Anforderungen, die an die feuerwiderstandsfähige Verglasung bzw. an die Konsistenz des Gels gestellt werden. Das gleiche gilt für die übrigen wesentlichen Bestandteile des salzhaltigen Hydrogels. So kann die anteilige Menge des Wassers 49 bis 90 Gew.-%, und die anteilige Menge des Salzes 1 bis 20 Gew.-% betragen.

Die Herstellung der feuerwiderstandsfähigen Verglasung erfolgt in der bekannten Weise, indem zunächst zwei Glasscheiben mit einem metallischen Abstandshalterahmen aus einem korrosionsbeständigen Stahl zu einem Hohlkörper miteinander verbunden werden. Der Zwischenraum wird mit der polymerisierbaren gelbildenden wäßrigen Lösung vollständig gefüllt, die nach dem Einfüllen polymerisiert und das Gel bildet.

Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele für die Zusammensetzung einer gelbildenden Lösung wiedergegeben.

Beispiel 1

400 g Wasser
100 g NaCl
300 g 2-Hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium- chlorid, und
0,5 g N-N′-Methylenbisacrylamid

werden miteinander vermischt und die Lösung entgast. Der pH-Wert der Lösung wird auf 8,5 eingestellt. Danach werden 0,6 g Triethanolamin in Glykol (TEAG) und 0,4 g Natriumperoxodisulfat (Na₂S₂O₈) als Katalysatorsystem zugesetzt und verrührt. Die erhaltene Lösung wird in den Zwischenraum der vorbereiteten Doppelglasscheibe eingefüllt. Nach 60 Minuten ist die Lösung vollständig zu dem Hydrogel polymerisiert.

Beispiel 2

700 g Wasser
130 g NaCl
170 g 2-Hydroxy-3-methacryloxyloxypropyltrimethyl­ ammonium-chlorid
1 g N-N′Methylenbisacrylamid

werden miteinander vermischt und die Lösung entgast. Nach Einstellung des pH-Wertes auf 9 werden 0,4 g Natriumperoxodisulfat (Na₂S₂O₈) und 0,6 g Triethanolamin in Glycol als Katalysatorsystem zugesetzt und verrührt. Die so erhaltene Lösung wird in den Scheibenzwischenraum eingefüllt. Nach 50 Minuten ist die Lösung vollständig zu dem Hydrogel auspolymerisiert.

Beispiel 3

750 g Wasser
150 g NaCl
120 g 2-Hydroxy-3-methacryloxyloxypropyltrimethylammonium- chlorid
0,5 g N-N′Methylenbisacrylamid und
2 g Trinatriumphosphat (Na₃PO₄)

werden miteinander vermischt und die Lösung entgast. Das zugesetzte Trinatriumphosphat dient als Korrosionsinhibitor falls durch das kochsalzhaltige Gel die Gefahr einer Korrosion des metallischen Abstandshalters bestehen sollte. Der pH-Wert der Lösung wird auf 9 eingestellt. Anschließend werden 15 g einer 5%igen Ammoniumpersulfatlösung und 2 g Diethylaminopropionitril (DEAPN) als Katalysatorsystem zugesetzt und verrührt. Die so erhaltene Lösung wird in den Scheibenzwischenraum eingefüllt. Nach 40 Minuten ist die Lösung vollständig zu dem Hydrogel polymerisiert.

Claims (3)

1. Feuerwiderstandsfähige Verglasung aus wenigstens zwei parallelen auf Abstand zueinander gehaltenen Glasscheiben, zwischen denen eine Schicht aus einem Hydropel angeordnet ist, dessen wäßrige Phase ein gelöstes Salz enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die feste Phase des Hydrogels aus polymerisiertem 2-Hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium-chlorid besteht.

2. Feuerwiderstandsfähige Verglasung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung 2-Hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium-chlorid durch Zusatz eines Vernetzungsmittels wie N-N′-Methylenbisacrylamid dreidimensional vernetzt ist.

3. Verfahren zur Herstellung einer feuerwiderstandsfähigen Verglasung nach Anspruch 1 durch Füllen des Hohlraums zwischen zwei auf Abstand gehaltenen Glasscheiben mit einer ein Hydrogel bildenden Lösung unter Verwendung eines in wäßriger Lösung polymerisierenden Acrylsäurederivats für die Bildung der festen Phase des Hydrogels, dadurch gekennzeichnet, daß als polymerisierendes Acrylsäurederivat 2-Hydroxy-3-methacryloxypropyltrimethylammonium-chlorid verwendet wird.