DK166887B1 - Ildfast rude - Google Patents

Description

i DK 166887 B1

Opfindelsen angår en ildfast rude, omfattende to lag glas, der holdes fra hinanden ved hjælp af en metal-ramme, idet mellemrummet er gjort tæt langs dets periferi og er fyldt med en saltholdig hydrogel, der indehol-5 der 70 til 90 vægt% vand og 10 til 30 vægt% vandopløseligt salt, hvilken hydrogel, som opløseligt salt, indeholder NaCl, CaCl2 eller MgCl2 eller blandinger heraf, til geldannelse i vandigt miljø, samt acrylsyre-derivater, såsom acrylamid og N-methylolacrylamid, som 10 polymeriseringskatalysator, et oxyderingsmiddel såsom peroxyd og en accelerator.

Ildfaste ruder af denne type er kendte fra DE-patentskrift nr. 2.713.849. Sådanne ruders brandsikrende virkning ved ildebrand beror på, at betydelige energi-15 mængder af varmepåvirkningen absorberes ved fordampning af vand, og at et skummende værn, der virker mod varmen, dannes ud fra saltet efter fordampning af vandet. Under fordampningen af vandet stiger rudens temperatur kun uvæsentligt på overfladen, der vender bort fra varmepå-20 virkningen, og den forbliver i det væsentlige under værdien tilladt ifølge normen DIN 4102, som er ca. 140°C over begyndelsestemperaturen. Så snart det skummende skjold mod varmen er dannet under eller efter fordampningen af vandet, vil dette dernæst sørge for den ter-25 miske isolation, og det vil især hindre varmestråler i at trænge gennem ruden. Afhængigt af gellagets tykkelse kan man på denne måde fremstille brandbeskyttende ruder, der svarer til klasserne F30 eller F60 for resistens mod ild ifølge normen DIN 4102, del 2. Ruder af denne type 30 med 3 lag glas svarer med en passende tykkelse af laget til klassen F90 for resistens mod ild.

Til dannelse af et skjold, der er effektivt mod varme, skal der være en tilstrækkelig stor mængde salt tilstede i gellaget til, at et sammenhængende skum med 35 tilstrækkelig fast konsistens dannes. Dette skal følge- DK 166887 B1 2 lig have en forholdsvis stor opløselighed i vand og saltopløsningen, og ligeledes polymerstrukturen, der udgør gelen, må hverken være uklar eller farvet, dvs. at de skal være helt transparente. De salte, der er særligt 5 egnede til anvendelse under disse betingelser, dvs. natrium-, calcium- og magnesiumchlorider udøver imidlertid en kraftig aggressiv og korroderende virkning på metallet i rammen, der adskiller glaslagene. Endog ved anvendelse af stål eller andre metaller, såsom nikkel 10 og/eller chrom, der er resistente mod korrosion, kan korrosion forekomme på den adskillende ramme, og hvis man kommer ud for ugunstige betingelser, kan korrosionsprodukterne opløses i gelen og føre til lokal farvning og/eller uklarheder i gellaget.

15 Det er velkendt at tilsætte korrosive blandinger antikorroderende stoffer, der mærkbart nedsætter korrosionshastigheden (Herbert H. Uhlig: Korrosion und Korro-sionsschutz, Akademie Verlag, Berlin 1970 pp 236-250).

Der er dog et stort antal forskellige stoffer, der kan 20 benyttes som korrosionsinhibitor. Det er også kendt, at de forskellige stoffers antikorrosionseffekt afhænger af egenskaberne og beskaffenheden af det pågældende miljø. Imidlertid kender man ikke godt virkningsbetingelserne, hvorfor det ikke er muligst, når korrosionen forekommer 25 i et komplekst miljø som her, ud fra den nuværende viden på forhånd at finde frem til de korrosionsinhiberende stoffer, man bør anvende i hvert enkelt tilfælde.

Formålet med opfindelsen er at løse de ovenfor nævnte problemer ved udvikling af en ildfast rude af den 30 indledningsvis angivne art, hvor risikoen for perturbationer, farvning eller uklarheder af gelen fremkaldt af korrosion på den adskillende metalramme undgås.

Dette problem er ifølge opfindelsen løst ved, at denne saltholdige hydrogel, som additiv, indeholder 35 et antikorrosivt middel, der er opløseligt i vand, og aom udgøres af et alkalimetalphosphat, -wolframat eller -molybdat.

DK 166887 B1 3 I modsætning til de sædvanlige metoder til undgåelse af korrosion, dvs. valg af korrosionsresistente materialer eller overtrækning af materialerne, der korroderes, med passende belægninger, tilsættes det anti-5 korrosive middel ved de brandbeskyttende ruder ifølge opfindelsen direkte til det aggressive miljø, der fremkalder korrosionen. Man opnår således, at alle delene af den adskillende ramme, der kommer i kontakt med den aggressive saltopløsning på samme måde obligatorisk kommer 10 i kontakt med det antikorrosive middel. Konsekvenserne af den korroderende virkning af den aggressive gel, fremkaldt på den ene side af den aggressive saltopløsning, men på den anden side ligeledes af additiverne i opløsningen til dannelse af gelen, hvilke additiver er 15 nødvendige til at polymerisationen kan forløbe, især det katalytiske system, der virker kraftigt oxiderende til initiering af polymerisationsreaktionen til dannelse af gelen, efter ifyldningen af den saltholdige opløsning i mellemrummet, der adskiller glaslagene, kan helt undgås 20 ved tilsætningen ifølge opfindelsen af et passende anti-korrosivt middel.

Eftersom denne gel allerede udgør en kompleks komposition, dvs. at den foruden en saltopløsning med høj koncentration, indeholder en polymerblanding og 25 bl.a. et katalysatorsystem, kunne man ikke forudsige, at tilsætningen af antikorrosive midler under disse usædvanlige betingelser, ville føre til det ønskede resultat uden forstyrrelse af blandingens helhed og uden ugunstig påvirkning af gelens øvrige egenskaber. Gellaget skal 30 faktisk forblive fuldstændigt transparent og ufarvet, og polymerisationsreaktionens forløb må ikke generes ved tilsætningen af det antikorrosive middel.

Som antikorrosive midler, der er opløselige i vand, har alkalimetalphosphater, -wolframater og -mo-35 lybdater vist sig at være egnede til formålet ifølge opfindelsen. Især har forskellige natriumphosphater, såsom DK 166887 B1 4 natriumpyrophosphat (Na^i^O-y.lOI^O), dinatriumhydrogen-phosphat (Na2HP04.12H20) og trinatriumphosphat (Na3P04) vist sig som effektive. Forbindelserne kan tilsættes enkeltvis eller i form af blandinger af flere af disse 5 forbindelser.

I det følgende gives nogle udførelseseksempler på fremstilling af de brandbeskyttende ruder ifølge opfindelsen i forbindelse med figurerne, som viser: 10 figur 1: et snit gennem en brandbeskyttende rude fyldt med en hydrogel, og figur 2: viser et snit langs linien II-II i figur 1.

15 To lag hærdet silicatglas 1 og 2 holdes sammen med en adskillende metalramme 3 mellem sig. Den adskillende ramme 3 består af lige metalprofilstykker 4, i det væsentlige med U-form i tværsnit. Disse lige stykker 4 er forbundet ved hjælp af vinkelstykker eller sammenføj -20 ninger 5. Den adskillende ramme 3 bestående af de lige stykker 4 og vinkelstykkerne 5, er ved hjælp af en klæ bemiddel 6 klæbet til de 2 lag glas 1 og 2. Den perifere rille udenfor den adskillende ramme 3, afgrænset af kanterne af glaslagene, fyldes med en vandtæt adhesivmasse 25 7.

Vinkelstykkerne eller sammenføjningerne 5 har mellem de to indfattede arme 8 et forbindelsesstykke 9, der i forhold til hver af armene danner en vinkel på 45°. Dette forbindelsesstykke 9 er forsynet med en åb- 30 ning 10. Åbningen 10 tjener til fyldning af rummet mel lem glassene med væsken bestemt til dannelse af det mellemliggende gellag 12 og til fjernelse af luft fra dette mellemliggende rum under fyldningsprocessen.

De lige stykker 4 eller profilstykker og vinkel-35 stykkerne eller sammenføjningerne 5 består af stålplade, der er resistent mod korrosion, og f.eks. indeholder 18% / DK 166887 B1 5 chrom, 12% nikkel og 2,25% molybden. Skønt de lige stykker 4 og vinkelstykkerne eller sammenføjningerne 5 består af korrosionsresistent stål, kan der alligevel opstå lejlighedsvise korrosionsfænomener, især på snit-5 flader, som er ru, eller på områder af vinkelstykkerne, der er kraftigt deformerede.

Under fremstillingen af de brændbeskyttende ruder fremstiller man først den adskillende ramme 3 ved samling af de lige stykker 4 og vinkelstykkerne 5. Dernæst 10 påfører man den adskillende ramme 3 klæbemiddellagene 6.

Den således belagte adskillende ramme 3 klæbes sammen med de to lag glas 1 og 2. Dernæst fyldes det mellemliggende rum afgrænset af glaslagene og den adskillende ramme helt via åbningen 10 ved ihældning af en polymeri-15 serbar opløsning. Til geldannelse eller polymerisation af opløsningen anvender man monomere af akrylsyrederiva-ter, der er opløselige i vand, og som polymeriserer i den vandige opløsning. Polymerisationen initieres ved tilsætning af et katalytisk system, der udgøres af 20 en katalysatorkomponent, f.eks. et peroxid, og en accel-leratorkomponent, f.eks. diethylaminopropionitril (DEAPN) eller triethanolamin i glycol (TEAG). Eventuelt kan bl.a. et tværbindingsmiddel, som f.eks. Ν,Ν'-methy-lenbisacrylamid (MBA) tilsættes. Så snart den tilførte 25 opløsning er polymeriseret til opnåelse af en hydrogel, lukkes åbningerne 10, og den ydre hulhed rundt langs den adskillende ramme fyldes med en hærdelig, vandtæt adhe-sivmasse 7.

I det følgende gives nogle udførelseseksempler på 30 den kemiske sammensætning af opløsningen, hvoraf gellaget 12 dannes.

Eksempel 1 600 g vand 35 200 g Mgcl2 x 6 H20 40 g acrylamid DK 166887 B1 6 2 g diethylaminopropylnitril (DEAPN) 0,05 g N,N'-methylenbisacrylamid (MBA) 2 g Na2W04 blandes, og opløsningen afluftes. Opløsningens pH-værdi 5 indstilles til en værdi fra 8,5 til 9,0. Dernæst tilsættes og iblandes 13 g 5%'s ammoniumpersulfatopløsning under omrøring. Den opnåede opløsning indføres i mellemrummet i den fremstillede dobbeltrude og fylder det op. Efter 30 minutter er opløsningen helt polymeriseret til 10 opnåelse af hydrogelen.

De således fremstillede brandbeskyttende ruder udviser ingen korrosionsfænomener, heller ikke under skrappe testbetingelser.

15 Eksempel 2 820 g vand 180 g NaCl 7 g urinstof 45 g acrylamid 20 45 g N-methylolacrylamid 1,5 g triethanolamin (TEAG) 0,04 g N,Ν'-methylenbisacrylamid (MBA) 1 g Na3P04 blandes, og den opnåede opløsning afgasses. Opløsningens 25 pH-værdi indstilles til en værdi fra 8,5 til 9,0. Dernæst tilsættes og iblandes 15 g af en 5%'s ammoniumpersulfatopløsning under omrøring. Den således opnåede opløsning indføres i rummet mellem glaslagene og udfylder tilsidst dette rum. Efter 20 minutter er opløsningen 30 helt polymeriseret til opnåelse af hydrogelen.

De således fremstillede brændbeskyttende ruder udviser ikke korrosionsfænomener efter langvarige tests under skrappe testbetingelser.

DK 166887 B1 7

Eksempel 3 590 g vand 300 g CaCl2.2 H20 5 g urinstof

5 150 g "ROCAGIL 1295", acrylamid fra firmaet "RHONE

POULENC" 1 g triethanolamin (TEAG) 0,05 g Ν,Ν'-methylenbisacrylamid (MBA) 1 g Na2wo4 10 1 g Na2Mo04 blandes, og opløsningen afluftes. Efter indstilling af pH-værdien til en værdi fra 8,5 til 9 tilsættes og iblandes 12 g af en 2,5%'s peroxodisulfatopløsning (Na2S208) under omrøring. Den opnåede opløsning indføres 15 i mellemrummet i den fremstillede dobbeltrude, og fylder tilsidst dette rum ud. Det tidsrum, der forløber indtil polymerisationen til dannelse af hydrogelen er fuldstændig, stiger til ca. 40 minutter.

De således fremstillede brandbeskyttende ruder 20 udviser ingen korrosionsfænomener, heller ikke under skrappe testbetingelser.

Eksempel 4

Man fremstiller en polymeriserbar opløsning til 25 fremstilling af en hydrogel ud fra de følgende komponenter : 750 g vand 150 g NaCl 7,5 g urinstof 30 35 g acrylamid 35 g N-methylolacrylamid 2 g triethanolamin (TEAG) 0,04 g Ν,Ν'-methylolacrylamid (MBA) 0,75 g Na3P04 35 0,75 g Na2HP04.12 H20.

Claims (5)

1. Ildfast rude, omfattende to lag glas, der hol-35 des fra hinanden ved hjælp af en metalramme, idet mellemrummet er gjort tæt langs dets periferi og er fyldt DK 166887 B1 9 med en saltholdig hydrogel, der indeholder 70 til 90 vægt% vand og 10 til 30 vægt% vandopløseligt salt, hvilken hydrogel, som opløseligt salt, indeholder Nacl, Cad2 eller MgCl2 eller blandinger heraf, til geldannelse i 5 vandigt miljø, samt acrylsyrederivater, såsom acrylamid og N-methylolacrylamid, som polymeriseringskatalysator, et oxyderingsmiddel såsom peroxyd og en accelerator, kendetegnet ved, at denne saltholdige hydrogel, som additiv, indeholder et antikorrosivt middel, 10 der er opløseligt i vand, og aom udgøres af et alkalime-talphosphat, -wolframat eller -molybdat.

2. Ildfast rude ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det antikorrosive middel udgøres af mindst en forbindelse valgt blandt natriumpyrophosphat 15 (Na4P207.10H20), natriumhydrogenphosphat (Na2HP04-I2 H20) og trinatriumphosphat (NagP04).

3. Ildfast rude ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at det antikorrosive middel tilsættes i en mængde på 0,2 til 2 vægt% i forhold til 20 mængden af det vandopløselige salt.

4. Ildfast rude ifølge et vilkårligt af kravene 1-3, kendetegnet ved, at den saltholdige gel indeholdende det antikorrosive middel, indeholder, som accelleratorkomponent i det katalytiske system til poly- 25 merisation af de geldannende forbindelser, diethylamin-opropylnitril (DEAPN) eller triethanolamin i glycol (TEAG).

5. Ildfast rude ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den saltholdige hydrogel indeholder et 30 tværbindingsmiddel, såsom N,N'-methylenbisacrylamid (MBA).