TWI500503B - 用於製造透光防熱元件之材料及用彼製得之防光元件及製法 - Google Patents

用於製造透光防熱元件之材料及用彼製得之防光元件及製法 Download PDF

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Description

用於製造透光防熱元件之材料及用彼製得之防光元件及製法 關於所使用之專利登記的說明
本專利登記主張國際專利登記PCT/CH2008/000292(登記日期：2008年6月26日)之優先權及其所有公開內容。
本發明係一種用於製造透光防熱元件之矽酸鹽材料，該透光防熱元件具有至少兩個載體元件及一個位於載體元件之間的防護層，此外本發明亦包括一種製造具有該防護層之防熱元件的方法。
前面提及之透光防熱元件目前已有多種不同之實施方式，其應用方式是作為建築構件之用。該等透光防熱元件通常是以玻璃板作為載體元件，但也可以用其他透光材料作為載體元件，例如塑膠。建築物之玻璃帷幕牆、內部隔間用的分隔牆及門、船舶工程、以及建造於海上的建築物所使用的構件對於防熱保護的要求特別高。DE C3 19 00 054提出一種隔熱透光複合玻璃，該種玻璃在兩個玻璃面之間設有一個由乾燥之含水鹼金屬矽酸鹽構成的防護層。當該複合玻璃受熱時，例如發生火災時，防護層會變成泡沫從鹼金屬矽酸鹽層透出，同時鹼金屬矽酸鹽層所含的水分會蒸發。這樣防護層就會使熱輻射無法透過，因而能夠 在一段時間內阻絕熱的通過。雖然至少會有一片玻璃板會破裂，玻璃部分仍會黏著在鼓脹的防護層上。為了提高該複合玻璃的熱防性能，可以將多個玻璃板及鹼金屬矽酸鹽製的防護層一個接一個組合在一起。
隔熱複合玻璃的製造有兩種方式，其中一種方式是在一片玻璃板的一面塗上一層很薄的液態鹼金屬矽酸鹽，然後以適當的方式(例如加熱)將多餘的水分去除，使鹼金屬矽酸鹽層變乾燥，另外一種方式是以一種酸(例如矽酸)將鹼金屬矽酸鹽硬化(EP 0 620 781)。
另外一種已知的方法是在鹼液(例如KOH)的作用下利用經多元醇穩定的熱解二氧化矽(SiO2)將鹼金屬矽酸鹽硬化(參見DE 197 20 269)。
同樣亦屬於先前技術的是在玻璃板上塗一層底漆，該底漆有助於燃燒側之玻璃板從防護層脫離，以防止防護層破裂，因此可以提高在燃燒試驗中的表現。例如DE 197 31 416有提出在將防護層設置或塗在玻璃上之前，先塗上一層底漆的方法。
US 5508321提出一種矽膠，該矽膠構成一泡沫層並含有可膨脹及發泡的材料、聚有機矽氧烷、水化鹼金屬矽酸鹽、以及以矽為主要成分的黏合劑。這些成分可作為具可燃性的管子(例如PVC管或ABS管)的防火材料。
DE 10 2004 031 785及WO 2006/002773提出含二氧化矽(尤其是熱解二氧化矽)之分散液及其製法。
US 3655578提出表面積為500-1500m2/g之經穩定化 的氧化矽溶膠。該氧化矽溶膠的穩定化是由一種穩定劑系統獲得實現，該穩定劑系統是由一種鹼及一種非芳香族有機化合物構成，該非芳香族有機化合物是由氫、碳及氧所構成，且含有至少兩個OH或醚基，而且具有很好的水溶性。
在本發明之優先權日過期後才公佈之WO 2008/090333提出一種含防焰鋁矽酸鹽的塗層，該塗層可經由乾燥而硬化，且為了防止乾燥後變粉碎，該塗層還含有一種高沸點的化合物，例如矽油。WO 2008/091129同樣也是在本發明之優先權日之後才被提出，其提出的是一種防焰塗層，該防焰塗層之基本成分為發泡樹脂(例如聚苯乙烯)、鹼金屬矽酸鹽、以及在鹼性環境中可溶的二氧化矽粉末。此基本成分還可含有糖或澱粉及/或矽油及/或有機矽烷及/或硼酸或硼酸鹽。
US 4162169提出由鹼金屬矽酸鹽、二氧化矽水凝膠、以及矽油混合成的無機黏合劑。US 5137573提出一種含膠態二氧化矽、有機羥基矽烷、以及溶劑(此種溶劑含有乙二醇一丁醚)的塗層胚料。EP 1 561 728提出疏水性沉澱矽酸及其製法。
雖然這些已知之透光防熱元件在防熱及防火上已經能夠符合很高的要求，但是在加工便利性及/或製造成本及/或在火災時的表現則仍未達到令人滿意的程度，而其他的防熱材料則缺少足夠的透光性/透明性。
本發明的目的是提出一種透光防熱元件，該透光防熱元件具有一抗老化性很強的防護層，根據一種有利的實施方式，可以利用澆注且不需經過乾燥程序即可製造出此一防護層，且製造出的防護層具有良好的固有強度，並能夠完美的黏著在相鄰的載體元件上。本發明的一種實施方式的防護層具有高透明性及良好的光學特性。
不論是利用澆注及乾燥實現的可製造性，或是利用澆注及之後的硬化實現的可製造性，製造防護層的原材料都需具有流動性，如果需要進行硬化程序的話，原材料還必須能夠被注入空腔中，也就是必須具有夠長的使用期，同時在被塗上去或注入後，又要能夠快速的硬化成具有良好防火特性的防護層。
為達到上述目的，本發明提出的方法是在製造防護層的原材料中加入去泡劑及內底漆，必要時還可加入改善光學特性之添加物、及/或降低分散液/防護層在硬化之前的黏性之添加物、及/或延長原材料之使用期的添加物，例如加入氨。去泡劑的作用是使製造過程中及原材料被澆注在玻璃板上之後或被注入兩片玻璃板之間的間隙之後，防護層的脫氣能夠快速進行，及/或使氣泡小到會在乾燥過程或硬化過程中消失，也就是說，小到無法被看見。底漆的作用是降低防護層在被燒側之玻璃板上的黏著力，以便在火災時即使防護層從玻璃板上大面積剝離，也不會導致防護層破裂。
由於使用內底漆的關係，因此不需預先將底漆塗在玻璃板上。
一個令人訝異的發現是，在防護層成分中加入含一定量矽之化合物作為去泡劑及底漆，並不會對防護層的最終特性造成負面影響。尤其是加入矽氧烷之類的化合物。
以下均為適當的矽氧烷：烷基矽氧烷，尤其是帶有短烷基的聚一矽氧烷或聚二矽氧烷，例如帶有線性或分枝之C1至C4烷基且具有5至350個單體單元(較佳為15至350個單體單元，或最好是90至350個單體單元)，其中線性矽氧烷之聚合物鏈的一端或兩端(在α位置或ω位置)可以被烷基(尤其是甲基)或其他有機基取代。一種特別有利的矽氧烷是聚二甲基矽氧烷(也稱為聚[氧(二甲基亞矽基)]矽氧烷或α-(三甲基亞矽基)-ω-甲基聚[氧(二甲基亞矽基)]矽氧烷)(Mw在1000至25000之間、6000至25000之間、或最好是在10000至20000之間，密度在0.90至0.98g/cm3之間，或最好是0.98g/cm3)。這種矽氧烷可以同時作為去泡劑及內底漆。可以單獨使用一種矽氧烷或是將多種矽氧烷混合在一起使用。適當的聚二甲基矽氧烷包括Dimeticon/Dimethicon、聚矽烷、E900、以及矽油。例如Down Corning(Midland,Michigan,USA)、Bayer Industrieprodukte GmbH & Co.KG(Leverkusen,DE)、Wacker-Chemie GmbH(München,DE)、Acros Organics(Belgien)等公司均有生產適當的聚二甲基矽氧烷。
在本發明中，聚矽氧烷的銨鹽在某些情況下帶有自由氨。
此類化合物的去泡沫作用在某些領域(例如藥學)上是已知的，但未知的是在製造防護層時可以作為去泡沫劑，更不用說也可以同時作為內底漆。
假設(專利申請人並不想將這個假設與任何理論連結在一起)作為底漆的作用至少有部分來自於玻璃表面對矽氧烷的已知的親合力，因此矽氧烷由於擴散的關係被集中在玻璃表面上，以及由於矽氧烷基的關係導致使防護層具有黏著性之表面基的濃度降低，因而使防護層在發生火災時易於剝落。此外，在防護層接近玻璃之區域的去泡沫性也會促使氣體逸出(例如受熱形成的水蒸汽)，這些氣體最好是聚集在玻璃板及防護層之間，以使防護層更易於大面積剝落。
最好是有添加本發明之去泡沫劑及/或底漆(以下稱為本發明之添加物)的防護層成分是可以經乾燥硬化的鹼金屬矽酸鹽溶液、可以添加酸(例如矽酸)而硬化的鹼金屬矽酸鹽溶液、以多元醇熱解穩定的二氧化矽(SiO2)、或是以多元醇沉澱穩定的二氧化矽(這兩種二氧化矽均可以鹼液(例如KOH)使其固化)。同樣的也可以加入以KOH及多元醇穩定的氧化矽溶膠，也可以單獨加入或最好是搭配加入一種前面提及的分散液，尤其是沉澱矽酸的分散液。本發明的添加物有助於上述所有成分的脫氣，因此能夠使這些成分可以更快的被加工，也就是縮短加工時間。
相較於未添加本發明之添加物之類似防護層，硬化的防護層的另外一個特徵是具有更好的防火性能。
硬化之防護層的莫耳比(二氧化矽：鹼金屬氧化物)最好是大於4：1。這個莫耳比可以表明聚矽酸鹽的特性，或是表明由聚矽酸鹽及其所含之奈米大小(也就是小到人的眼睛無法看到之尺寸)之二氧化矽微粒的混合物的特性。此種硬化之防護層的含水量最好是在35%至60%(重量百分比)之間，二氧化矽的含量最好是在30%至55%(重量百分比)之間，鹼金屬氧化物(M2O，也就是氧化鈉、氧化鉀、氧化鋰、或是這些氧化物的混合物)最好是在不超過16%(重量百分比)。
除了矽酸外，還可以另外加入與鹼金屬矽酸鹽反應不會產生不能溶解之沉澱物而對光學特性造成不利影響的化合物，作為酸硬化的額外硬化劑。例如無機及有機的酸、酯、醯胺、乙二醛、烷基碳酸鹽、鹼金屬碳酸鹽、鹼金屬碳酸氫鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、三聚甲醛等均屬於此類化合物。除了主要硬化劑(矽酸)外，再加入少量的此類化合物(通常少於5%)，並不會對聚矽酸鹽層的透明性造成不利的影響。
可使用乙二醇、丙二醇、以及甘油等多元醇將熱解或沉澱之矽酸及/或氧化矽溶膠的穩定化。
可以加入鹼液將經穩定化的矽酸固化，例如可加入NaOH或KOH，其中又以KOH優於NaOH。
此外，本發明還可以糾正一個成見(假設)，那就是由 於其他(微粒)特性的關係，例如OH基在氧化矽溶膠中或表面上的密度較高及初級粒子之粒徑較不均勻等特性，因此沉澱矽酸及氧化矽溶膠不能被用來將OH硬化。這個假設被本發明證實是錯誤的。只要經過多元醇(尤其是乙二醇及/或甘油)的穩定化，沉澱矽酸及/或氧化矽溶膠就很適於被用來將OH硬化，這是因為經穩定化後其反應性提高的關係，而且最好是搭配使用本發明的添加物及/或氧化矽溶膠。
本發明的添加物可以被加到含矽或含二氧化矽成分中，或是被加到硬化劑成分中。所謂硬化劑成分是指加入後會使層固化的化合物或成分。由於使用二氧化矽微粒分散液可以促進脫氣，因此一種很好的方式是將本發明的添加物加到二氧化矽分散液中。但另外一個可能性是，至少對不含矽酸之分散液而言，在將分散液與硬化劑成分混合時，加入本發明的添加物並非有利的作法。由於在混合沉澱矽酸及氧化矽溶膠時，含二氧化矽之分散液通常不需脫氣，因此可以將本發明的添加物加到分散液及/或氫氧化鉀溶液中，或是在此二者混合時作為第三成分加入。
本發明之之添加物的添加量大約相當於硬化層重量的0.1%至10%(重量百分比)，如果是透明玻璃則大約相當於0.5%至3%(重量百分比)、或最好是0.5%至2.5%(重量百分比)。透光但僅是部分透明或非透明的玻璃而言，添加量最高可以達到10%(重量百分比)。
如前面所述，在本發明被提出之前，由於材料特性不 同的關係，因此以沉澱矽酸取代熱解二氧化矽的作法被認為是不可行的。令人訝異的是，本發明顯示不同的材料特性(尤其是微粒表面上的Si-OH基增加及微粒尺寸分佈較不均勻)不但不會對製造完成後的防護層造成不利的影響，相反的是，燃燒試驗反而顯示此種防護層具有更好的防火特性。
使用沉澱矽酸的主要優點是價格較低。但問題是如何製造出均勻的分散液。
經過多次嚐試後終於找出製造適當之分散液的方法，此種分散液中的二氧化矽微粒被多元醇及KOH穩定化。
適於用來製造燃燒防護層之非晶沉澱矽酸的二氧化矽含量至少達98.5%(重量百分比)、98.8%(重量百分比)、或最好是至少達99.1%(重量百分比)，且其BET表面在約20m2/g至約100m2/g之間。二氧化矽含量約35%至約42%(重量百分比)之分散液的BET可以在80m2/g至100m2/g之間，而較高濃度的分散液的BET在20m2/g至80m2/g之間。平均一次粒徑通常在10nm至70nm之間、或最好是在20nm至40nm之間，也可以使用較大的平均一次粒徑，但前提是硬化後粒徑分佈內的所有微粒都要位於可見光譜範圍之下。二氧化矽之二次粒徑僅對硬化速度具有影響力(較小的微粒硬化速度較快)，對分散液及防護層則沒有任何影響。
一種添加鹼液固化之良好的二氧化矽分散液具有以下的成分： 35%至52%(重量百分比)的二氧化矽(SiO2)；30%至50%(重量百分比)的水；0.5%至0.7%(重量百分比)的KOH；0%至13%(重量百分比)的烷基矽氧烷；0%至6%(重量百分比)的氨(濃度32%之含水溶液)；其餘為甘油及/或乙二醇；例如：47.0%至48.5%(重量百分比)的二氧化矽(SiO2)；33.8%至30.9%(重量百分比)的水；0.6±0.1%(重量百分比)的KOH；0%至10%(重量百分比)的烷基矽氧烷；0%至2.5%(重量百分比)的氨溶液(濃度32%之含水溶液)；其餘為甘油及/或乙二醇，且甘油及/或乙二醇的含量至少是5%(重量百分比)。
在此情況下分散液的成分最好是：47.0%(重量百分比)的二氧化矽(SiO2)；32.8%(重量百分比)的水；0.6%(重量百分比)的KOH；0.5%至3%(重量百分比)的烷基矽氧烷，尤其是聚二甲基矽氧烷；0%至0.5%(重量百分比)的氨(濃度32%之含水溶液)；其餘為甘油及/或乙二醇。
或是： 48.2%(重量百分比)的二氧化矽(SiO2)；30.9%(重量百分比)的水；0.5%(重量百分比)的KOH；0.5%至3%(重量百分比)的烷基矽氧烷，尤其是聚二甲基矽氧烷；0%至0.5%(重量百分比)的氨(濃度32%之含水溶液)；其餘為甘油及/或乙二醇。
多元醇(尤其是甘油或乙二醇)及KOH的作用是使分散液中的二氧化矽微粒穩定化，以及降低凝固點。如果多元醇僅作為穩定化之用，但不作為降低凝固點之用，則可以降低多元醇的含量及提高含水量。
由於多元醇具有穩定功能，因此多元醇的含量至少要有5%、8%、或最好是達到10%至20%(重量百分比)。
一有利的情況是二氧化矽的含量在45%至50%(重量百分比)的之間，因為在這樣的含量下可以加入足量的KOH作為溶液，而且仍然可以形成高濃度的防護層。濃度最高可達52%(重量百分比)，但是從濃度49%至50%(重量百分比)起，對分散機具的要求就很高。
氨可以改善防護層的特性，氨被加到分散液及/或硬化劑中的絕對量(也就是以100%之NH3計算的氨含量)為0.1%至最多0.2%(重量百分比)、或最好是0.8%至0.9%(重量百分比)，這些氨部分或全部與聚矽氧烷結合。
試驗證明，氨水溶液(濃度32%(重量百分比))在二氧化矽分散液中的最高含量可達6%(重量百分比)或最好是最 高達2.5%(重量百分比)，最低含量為0.1%(重量百分比)或最好是最低達0.5%(重量百分比)。
分散液的製造最好是以有時間差及溫度差的方式進行：i)將水加入至少一部分的KOH及至少一部分的多元醇；ii)持續添加二氧化矽。
由於分散液在分散過程中若溫度高於40℃會很快的失去可加工性，因此應冷卻至40℃以下再進行分散。
製造本發明之分散液應使用以下的設備及方法：
設備：
1)耐真空之雙層壁攪拌容器，具有冷卻套及攪拌器，例如一緩慢轉動的吊掛攪拌器，其驅動馬達之攪拌功率為2kW至10kW，轉數可在1U/min至85U/min之間調整。
2)外套式冷卻裝置，例如冷卻器。
3)外套式加熱裝置，例如熱水器或蒸汽產生器。
4)真空泵，尤其是可以產生最多100mbar(較佳是<100mbar、或最好是≦70mbar)之真空的真空泵，例如水環泵、油旋轉滑閥真空泵、真空文丘里泵。
5)混合單元，尤其是帶有粉末進料口的直接插入式均勻器，或是可輸入液體及粉末的奈米球磨(例如ZETA® RS奈米磨)。
如果是使用直接插入式均勻器，則可以另外將一奈米 球磨置於分散循環中。
容量200公升之攪拌容器適用容量50公升的雙層套，同時加熱劑/冷卻劑的適當流速為40公升/min。
方法：
將水、至少一部分的多元醇、本發明的添加物、以及至少一部分的KOH放到混合容器中。要達到pH值>10.5。將容器加熱至40℃左右，並將容器中的內容物混合，例如以50U/min的轉數混合約10分鐘。接著一邊攪拌一邊用分散機具(尤其是直接插入式均勻器或奈米磨)在循環中抽送混合成的液體。最好是將分散機具設計成可以持續加入二氧化矽，尤其是可以經由一側通道持續的將粉末抽到流體流中，並以分散裝置(位於均勻器中的錐形輸入雙層壁分散器，或是奈米球磨中的奈米球)將其磨碎分散。在加入二氧化矽後，繼續在循環中用泵抽送分散液，直到耗電量達到固定不變的程度為止(通常是35A)。由於溫度因為能量輸入而升高，因此在分散過程中要透過冷卻使反應器的溫度保持在40℃左右。接著在真空中攪拌分散液，例如在40℃的溫度中以5U/min的轉數攪拌2至4小時(視分散液的濃度而定)。接著將反應器冷卻至20℃，必要的話可以加入KOH將pH值調整到10.5至10.9。接著將分散液分裝到塑膠桶中(例如IBC桶)，在分裝時最好是使分散液通過100μm之袋式過濾器。
分散液並非一定要脫氣，但是經過脫氣的分散液品質 更適於儲存及進一步加工。
如果將甘油分成兩份，其中一份在加入二氧化矽之前先加入，另外一份在分散完成後加入，則可以獲得黏性較低的分散液。這樣做也可以使分散液中的甘油量能夠在一定的範圍內變化，而不會對分散液的可製造性造成不利影響。例如為了有利於本發明的添加物，可以降低多元醇的量，如果使用的是二氧化矽微粒的分散液，多元醇的最低量應為5%、8%、或最好是10%至20%(重量百分比)。
另外一個降低黏性及提高使用期的可能性是加入氨及/或矽油。
例如在分散液循環中使用奈米磨可以獲得具有完美之微粒尺寸的分散液，但前提是將奈米磨設置在混合二氧化矽的區域內，或是設置在混合二氧化矽的區域之前及/或之後。
在進一步加工之前最好是將按上述方法製造的分散液置於20℃至25℃的溫度中大約存放14天。經過存放後可以使材料的性質更為穩定。但是吾人並不是很清楚在存放過程中到底發生了什麼樣的變化。二氧化矽微粒的均勻化是按照犧牲較小之微粒而成長出較大之微粒的規則進行，但可能會造成活性自由基減少和矽氧烷基與矽烷油基之比例發生改變。
可以加入KOH使這種分散液硬化，例如在70℃至80℃的環境中，硬化時間8至10小時。可以改變KOH的濃度，以便使最終成分中的含水量達到希望的程度。
可以用以下的參數進行防護層-分散液(防護層)的製造及硬化：
成分：
75±5%(重量百分比)的分散液
25±5%(重量百分比)的KOH(50%)
設備：
如前面關於製造分散液之設備1)至4)類似的設備。
方法：
將分散液置於反應器中，啟動攪拌器(例如以50U/min之轉數攪拌)。一邊攪拌一邊加入氫氧化鉀溶液，以形成一種高黏性的乳液狀胚料。攪拌時應使溫度升高到45℃至60℃(最好是55℃左右)。如果光靠攪拌熱不足以達到這個溫度，可以從外部加熱。達到最高溫度時(通常是在15分鐘後達到約45℃至60℃，如果混合過程中的放熱不足，可以從外部加熱)應保持此溫度15至45分鐘，直到黏性變小為止(通常是降至50mPas左右)。然後冷卻至40℃至45℃。
接著將反應器密封並抽真空，真空度應達到<100mbar的程度(最好是50至90mbar)，溫度保持在沸騰溫度(在上述真空範圍的沸騰溫度約為42℃至45℃)，以便混合液沸騰，並使氣泡強力的朝表面移動及破裂。黏性上升至150 至250mPas。脫氣過程中應降低攪拌速度，通常是降低至5U/min。在真空中的沸騰溫度應保持一足夠長的時間(通常為15至45分鐘)，以使反應器內的反應物沸騰，因而使材料所含的氣體變成氣泡逸出。為避免非必要的縮短可加工時間，接著應利用冷卻水盡可能快速的將反應器冷卻至20℃至25℃。由於快速冷卻的關係，材料的可加工時間可以保持在3小時左右(溫度為55℃時約為2至2.5小時)。最好是在20℃至25℃的溫度及5U/min的攪拌速度下繼續抽真空1至1.5小時，以便確保無氣泡。接著關閉攪拌器及真空泵，以便能夠立刻使反應器排氣及清理反應器。從反應器清出的混合物可以用來填充防火元件。
這樣的防護層-分散液在硬化後可以產生在燒燒試驗中具有優異性能的無氣泡的透明防護層。
以類似的方法也可以使用氧化矽溶膠，如果氧化矽溶膠的初始濃度過低，可能需要先去除水分以提高其濃度。
使用氧化矽溶膠的製造方法包括以下的步驟：
方法：
將多元醇及本發明的添加物(必要時)加到氧化矽溶膠中，並攪拌成均勻的混合物。如果希望獲得較高的二氧化矽濃度，可以在攪拌時將溫度提高到45℃至60℃(例如45℃至50℃)，並抽真空(最好是50至90mbar)，以及在真空中經由沸騰將水混合液中去除。接著將氫氧化鉀溶液加到含有氧化矽溶膠的混合液中，並攪拌所產生的混合液， 使其反應成為一種高黏性的乳液。這個反應會使溫度上升至45℃至50℃。如果需要的話，可以經由加熱將溫度提高到50℃至60℃(最好是55℃)。15至30鐘後，黏性會降低至20mPas至50mPas。15至45分鐘後，溫度下降至40℃至45℃(適當的攪拌速度約為10U/min)，反應瓶被真空密封，並抽至真空度<100mbar。真空度為50mbar至90mbar時，適於以40℃至45℃的溫度使反應器中的內容物沸騰。在真空中應攪拌15至30分鐘，以便將材料中所含的氣體驅出。接著很快的將混合液冷卻至20℃至25℃，以降低硬化的速度。所產生之可加工時間(使用期)為6小時。在20℃至25℃的溫度環境中最好能維持60分鐘的真空，以確保不會有任何氣體。此時黏性會再度提高，通常會提高至50mPas至100mPas。反應結束時應將攪拌器及真空泵關閉，並使反應瓶通風。
可以將這種方式製得之混合液注入防火元件中。由於初始黏性(50mPas至100mPas)會隨著時間緩慢上升，因此使用期的限制在6小時。
使用本發明之具有去泡沫(降低表面張力)及底漆作用、而且不會損及光學特性的添加物(必要時還可搭配使用氨)可以提高以分散液或氧化矽溶膠製成之防護層的可加工性及品質。
也可以將前面提及的分散液及氧化矽溶膠搭配在一起使用。防護層的特性會隨著氧化矽溶膠中的固體物含量及氧化矽溶膠的微粒尺寸而變化。例如純的氧化矽溶膠(例 如50m2/g，二氧化矽含量50%(重量百分比))的黏性較低，這對於加工是很有利的，這可以產生很好的可加工時間(使用期)(見下面的說明)，但是耐火時間則太短。加入沉澱矽酸或熱解矽酸則可以延長耐火時間。
例如使用期會隨著矽酸分散液與氧化矽溶膠的比例關係在很大的範圍內變動。試驗結果發現，對於由前面所述之沉澱矽酸分散液及鹼性穩定化氧化矽溶膠(50m2/g，二氧化矽含量50%(重量百分比))構成的成分而言，使用期會隨著氧化矽溶膠含量的上升而延長(參見表1)。
相較於純的沉澱矽酸，沉澱矽酸分散液及氧化矽溶膠的混合物的另外一個優點是，可以更快速脫氣及/或在較小的真空度下脫氣，而且可以省略在混合之前先以氫氧化鉀溶液使分散液脫氣的步驟。加入本發明的添加物(尤其是PDMS)可以進一步提高脫氣效率。
氧化矽溶膠的特性(例如因凝膠作用而固化)受微粒尺寸的影響很大。因此在加入電解質時，表面積較大的氧化 矽溶膠會比表面積較小的氧化矽溶膠更快凝結。
為了獲得所要的可加工性及最終性能，一種有利的方式是使用具有不同表面積的氧化矽溶膠混合物，尤其是基於穩定化的考量，原因是表面積較大的氧化矽溶膠比表面積較小的氧化矽溶膠較不容易濃縮。
為了達到所需要的穩定性，市面上常見的氧化矽溶膠(例如Fa.H.C.Starck(德國，Leverkusen)生產的Levasil)都經過酸或鹼的穩定化處理，並根據其微粒尺寸經過不等程度的濃縮。對本發明而言，經過鹼化的氧化矽溶膠尤其重要，尤其是經過KOH及/或氨穩定化的氧化矽溶膠。由於高濃度的分散液及/或氧化矽溶膠對達到本發明的目的非常重要，因此市面上常見的氧化矽溶膠通常都是濃縮的。如前面所述，可以先加入多元醇(例如甘油及乙二醇)以進一步的穩定化，然後將水分蒸發使氧化矽溶膠濃縮。
在溫度60℃及很高的剪切作用及攪拌速度的條件下(例如在分散裝置中)將兩種分散液混合，可以製造出由二氧化矽微粒(例如含有沉澱矽酸的分散液及氧化矽溶膠)構成之分散液。
如前面所述，使用分散液及/或氧化矽溶膠製造透光防熱元件的方法的特徵是在分散液及/或氧化矽溶膠中加入氫氧化鉀溶液使其固化。固化最好是在沒有脫水的情況下進行。在這種情況下，分散液在加入氫氧化鉀溶液後被注入一模間空隙中，然後在不脫水的情況下硬化成固態的防護層，而且該硬化過程最好是在較高的溫度中進行。防 護層內的二氧化矽與鹼鈕屬氧化物的莫耳比最好是大於4：1。
本發明的方法可以直接製造出複合元件，該複合元件是由多個彼此彼此相隔一段距離之載體元件(例如玻璃板)所構成。特別是可以直接構成防熱元件，以達到較高的防熱值，該防熱元件是由多個分別被設置在兩個載體元件之間的防護層所構成，同時載體元件及防護層構成一複合元件。由於每兩個載體元件都是相隔一段距離結合在一起，因此可以定義出所要的間隙大小。例如可以利用丁基胚料及矽胚料、多硫化物、熱熔物、或快速硬化的橡膠聚合物形成此種結合，並留出一個供注入防護層用的開口。接著注入防護層胚料將載體元件之間的間隙填滿，並將開口封住。
在加工前最好先將防護層胚料脫氣。這樣就可以確保在固化的防護層內不會有任何氣泡，以免氣泡對本發明之防熱元件的光學特性造成影響。
為了提高防護層的品質，應在混合防護層胚料之前，將本發明的添加物添加到含二氧化矽及/或矽的成分及/或硬化劑中。這樣就可以不必先將底漆塗在載體元件上。此外，本發明還提出一種另外塗上一層內底漆的方式，或是以外底漆取代內底漆(例如去泡劑不具備或是僅有很小的內底漆作用，或是根本發有添加去泡劑)。在本發明中，這個(外)底漆層被稱為輔助層。
除了玻璃(尤其是玻璃板)外，也可以用其他具有適當 之光學特性的材料作為本發明之透光防熱元件的載體元件，但前提是這些材料要等合一定的技術及物理要求，例如耐熱性的要求。不論是使用何種載體元件，高含水量及本發明的添加物都可以改善防熱層的耐熱值。也可以用全部或部分經熱或化學預力處理的玻璃作為載體材料。
固化的防護層具有很好的光學品質及透光性，同時也具有優異的抗老化性及防火特性。
可以用以下的例子對本發明作進一步的說明。
範例1：
添加甘油對分散液之黏性的影響
成分：
二氧化矽：48.2%(重量百分比)
甘油：19.6%(重量百分比)
水：31.6%(重量百分比)
KOH：0.6%(重量百分比)
製造方式1(約20公升)：
1 準備自來水及甘油
2 加入氫氧化鉀溶液並攪拌
3 加入二氧化矽(沉澱矽酸)並攪拌
4 以Turrax均勻化3分鐘(IKA 10000UPM)
5 倒出並以5μm濾袋過濾
6 採集標準樣品
製造參數：
-混合及分散時的溫度：25℃
-在循環系統中的分散時間：60分鐘
-分散及脫氣之間間隔的時間：5分鐘
-脫氣時的外套溫度：40℃
脫氣時間：20分鐘
脫氣時的壓力：50mbar
脫氣後冷卻至：10℃
以可能取得之最小的過濾器過濾
製造方式2(製造參數類似於製造方式1)：
1 準備自來水及甘油(數量I)
2 加入氫氧化鉀溶液並攪拌
3 加入二氧化矽(沉澱矽酸)並攪拌
4 加入甘油(數量II)並攪拌
5 以Turrax均勻化3分鐘(IKA 10000UPM)
6 倒出並以5μm濾袋過濾
7 採集標準樣品
範例2 用沉澱矽酸製造分散液 設備：
一般設備：耐真空之雙層壁攪拌容器，具有冷卻套及攪拌器，例如一緩慢轉動的吊掛攪拌器，其驅動馬達之攪拌功率為5kW至10Kw；冷卻反應器外套用的冷卻器；加熱反應器外套用的熱水器或蒸汽產生器；可以產生最多100mbar(較佳是<100mbar)之真空的真空泵，例如水環泵、油旋轉滑閥真空泵、真空文丘里泵；直接插入式均勻器及/或奈米球磨。
具體使用的設備： -耐真空之攪拌容器，具有冷卻套/攪拌器：
使用V4A不鏽鋼製的雙層壁攪拌容器，容量200公升。攪拌容器需具有耐真空的構造方式，以免因受真空作用而收縮。雙層套的作用是讓熱水/冷水通過，以及為容量200公升之攪拌容器留住約50公升的冷水，以便能夠迅速冷卻。攪拌器是由一緩慢轉動的吊掛攪拌器構成，其轉數可在1U/min至85U/min之間調整。攪拌器是由一功率2.2kW的驅動馬達驅動。
為了觀察反應中的各種變化及狀態，因此選用一種具有視窗及照明裝置的攪拌容器。
加熱反應器套用的加熱器：
加熱器是由一連續加熱器(加熱功率21KW，流量40公升/min)所構成。
冷卻反應器套用的冷卻器：
冷卻器是由一連續冷卻器(冷卻功率25KW，可儲存125公升的冷水，以便能夠迅速將反應器冷卻)所構成。
真空泵：
使用一種以高壓空氣運作及具有文丘里系統的真空泵。該真空泵能夠產生很大(相對於空氣量)及很高的真空度(約70mbar)。
直接插入式均勻器及/或奈米磨：
使用一種具有粉末進料口的直接插入式均勻器，例如Fa.Ystral GmbH(Wettelbrunner Str.7,D-79282 Ballrechten-Dottingen)製造之Conti TDS 2型分散機組，功率5.5kW至6.5kW，工作轉數6000U/min，最高工作溫度70℃，適用於最大濃度60%之不溶性固體物；或是使用一種奈米磨/球磨，例如Firma Netzsch製造的ZETA® RS奈米磨。也可以使用Firma Frymakoruma製造的MS18、MS32、或MS50環形間隙球磨。
使用材料：
30.9%(重量百分比)的水，經過去礦物質，導電性<10μS；19.6%(重量百分比)的甘油(不含水)；48.2%(重量百分比)的二氧化矽粉末，BET 50至60m2/g，一次粒徑40nm；0.5%(重量百分比)的KOH(濃度50%(重量百分比)，溶於導電性<10μS之去礦物質的水)；0.8%(重量百分比)的聚二甲基矽氧烷。
方法：
將水、甘油、本發明的添加物、以及KOH放到混合容器中，並使產生之pH值>10.5。將容器加熱至40℃。以 50U/min的轉數攪拌10分鐘，以進行混合。接著一邊攪拌一邊用分散機具在循環中抽送混合成的液體。經由一直接插入式均勻器或奈米磨/球磨持續加入二氧化矽，加入方式是經由一側通道持續的將粉末抽到流體流中，並以分散裝置(位於均勻器中的分散器，或是球磨中的球)將其磨碎分散。在加入所有的粉末量後，繼續在循環中進行分散/磨碎，直到達到可能的最小微粒尺寸為止。在分散過程中，分散器的耗電量會上升，同時溫度也會上升。經由冷卻使溫度保持在40℃左右。耗電量保持在約35A，以獲得均勻分散的胚料。接著在真空及40℃的環境中以5U/min的轉數將胚料攪拌2小時。接著將反應器冷卻至20℃，必要的話可以用加入KOH將pH值調整到10.5至10.9。接著將分散液分裝到1000公升的塑膠桶中(例如IBC桶)，在分裝時應使分散液通過100μm之袋式過濾器。
採集復位樣品作為分析之用，並將攪拌容器清洗乾淨。
範例3 用範例2製造的分散液製造防護層
將前述的分散液與KOH(濃度50%(重量百分比)，溶於導電性<10μS之去礦物質的水)混合，以形成具有下列成分之防護層分散液：二氧化矽：34.52%(重量百分比)
水：36.99%(重量百分比)
甘油：14.39%(重量百分比)
KOH：13.71%(重量百分比)
聚二甲基矽氧烷：0.58%(重量百分比)
設備(參見範例2)：
具有冷卻套/加熱套之耐真空攪拌容器
加熱反應器外套用的
冷卻反應器外套用的冷卻器
真空泵，可產生<100mbar之真空度
使用材料：
如範例2的分散液
氫氧化鉀溶液，成分如下：50%的KOH
50%的去礦物質水(導電性<10μS)
方法：
準備73.45%(重量百分比)的分散液，開動攪拌器，將轉數調整至50U/min。加入26.55%(重量百分比)的氫氧化鉀溶液。提高溫度並攪拌，使反應器中的內容物反應成具有高黏性的乳液狀胚料。約15分鐘後(必要時應加熱)達到最高溫度(45℃至50℃)。黏性會在15至45分鐘內降低至50mPas。將反應器冷卻至40℃至45℃並形成真空密封，抽至真空度約50mbar至90mbar。溫度保持在沸騰溫度(在上述真空範圍的沸騰溫度約為40℃至45℃)，以便混合液 沸騰，並使氣泡強力的朝表面移動及破裂。攪拌速度為5U/min。30至45分鐘後，快速的將的將混合液冷卻，使固化反應的速度變慢，以便可加工時間能夠達到3小時。繼續保持真空60至90分鐘，以確保不會有任何氣泡。然後將混合液用來填充防火元件。
燃燒試驗：
將此種防火層應用於尺寸120cm x 220cm、構造方式為5mm ESG/6mm防護層/5mm ESG之玻璃板。按照EN 1363或1364規定之方式測得耐火時間為39分鐘，耐火等級為EI 30。
範例4：
另外一種用沉澱矽酸製造本發明之防火層的方法
設備：
使用與範例2/範例3相同的設備。
使用材料：
a)矽酸分散液，成分如下：47%(重量百分比)的(固態)二氧化矽；19.6%(重量百分比)的甘油；0.5%(重量百分比)的本發明的添加物；0.6%(重量百分比)的KOH
32.3%(重量百分比)的去礦物質水，導電性<10μS
b)氫氧化鉀溶液，成分如下：50%的KOH
50%的去礦物質水(導電性<10μS)
方法：
準備73.45%的二氧化矽分散液。開動攪拌器，將轉數調整至50U/min。用5鐘的時間慢慢加入26.55%的氫氧化鉀溶液(濃度50%)。一邊攪拌一邊使二氧化矽及氫氧化鉀溶液反應成具有高黏性的乳液。約15分鐘後應達到最高溫度(50℃至60℃)。如果無法經由混合過程產生的熱達到這個溫度，應輔以外部加熱。黏性會在這段時間內及在此溫度下降低至50mPas。在15至45分鐘及達到最高溫度後，冷卻至40℃至45℃。
接著將反應器真空密封並開動真空泵。在壓力50至90mbar、攪拌速度5U/min、溫度40℃至45℃的環境中，使反應器中的內容物沸騰15至45分鐘，使材料所含的氣體變成氣泡逸出。此時可以觀察到氣泡會強力的朝表面移動及破裂。
15至45分鐘後，以冷卻水盡可能快速的將反應器冷卻至20℃至25℃，使固化反應的速度變慢，以便可加工時間能夠達到3小時。繼續保持真空60至90分鐘(溫度20℃至25℃，攪拌速度5U/min)，以確保不會有任何氣泡。然後依序關閉攪拌器及真空泵，並使反應器通風。然 後將反應器清空院清洗乾淨。
以此種方式製成的混合液非常適於用來填充防火元件。
燃燒試驗：
將此種防火層應用於尺寸120cm x 220cm、構造方式為5mm ESG/6mm防護層/5mm ESG之玻璃板。按照EN 1363或1364規定之方式測得耐火時間為37分鐘，耐火等級為EI 30。
範例5：
另外一種用沉澱矽酸及添加氨製造本發明之防火層的方法
設備：
使用與範例2相同的設備。
使用材料：
矽酸分散液，成分如下：47%(固體物含量)的二氧化矽；19.6%(重量百分比)的甘油；0.5%(重量百分比)的PDMS；0.6%的KOH
32.3%的去礦物質水，導電性<10μS
氫氧化鉀溶液，成分如下：50%的KOH
50%的去礦物質水(導電性<10μS)
氨溶液(NH 4 OH)，成分如下：32%的NH3
68%的去礦物質水，導電性<10μS
方法：
將73%(重量百分比)的二氧化矽分散液的0.5%(重量百分比)的氨溶液(濃度32%)置於反應器中，並開動攪拌器，將轉數調整至50U/min。加入26.5%(重量百分比)的氫氧化鉀溶液(濃度50%)。攪拌混合液使其反應成具有高黏性的乳液。約15分鐘後達到最高溫度(45℃至50℃)。將混合液加熱至50℃至60℃；黏性降低至50mPas。這個在沒有真空下進行的混合及加熱過程應持續約15至45分鐘。接著冷卻至40℃至45℃，接著抽真空至50至90mbar，然後在溫度42℃至45℃的情況下以10U/min的攪拌速度攪拌15至30分鐘，以便使混合液沸騰及產生的氣泡強力的朝表面移動及破裂。黏性會再度緩慢上升。接著快速的將混合液冷卻至20℃至25℃，使固化反應的速度變慢，以便可加工時間能夠達到3小時。繼續保持真空60分鐘(攪拌速度5U/min)，以確保不會有任何氣泡。此時黏性約為150至250mPas，但會隨著時間緩慢上升。以此種方式製成的混合液適於用來填充防火元件。
結果
一項令人訝異的發現是，相較於沒有加氨溶液的情況，在抽真空後添加氨溶液在混合液表面觀察到的氣泡會變少，以及沸騰的強度會變弱。也就是說添加氨溶液可以縮短反應時間，因而提高經濟效異，而且同樣可以達到改善光學特性的目的。
燃燒試驗：
將此種防火層應用於尺寸120cm x 220cm、構造方式為5mm ESG/6mm防護層/5mm ESG之玻璃板。按照EN 1363或1364規定之方式測得耐火時間為38分鐘，耐火等級為EI 30。
範例6：
使用氧化矽溶膠製造防護層。
設備：
作為反應容器用的500ml圓底燒瓶，具有一磁控攪拌器。
可加熱及冷卻的水浴。
玻璃直通式冷卻器，固定在圓底燒瓶上，並具有一作為接收容器用的500ml圓底燒瓶。
真空泵，與反應用的圓底燒瓶連接。
此種真空泵係以高壓空氣運作且具有文丘里系統，因此能夠產生很大(相對於空氣量)及很高的真空度(約70mbar)。
使用材料：
氧化矽溶膠，成分如下：50%(重量百分比)(固體物含量)的二氧化矽BET 50m2/g，一次粒徑55nm；50%(重量百分比)的去礦物質水，導電性<10μS，例如Fa.Obermeier生產的Levasil 50/50。
氫氧化鉀溶液，成分如下：50%(重量百分比)的KOH
50%(重量百分比)的去礦物質水(導電性<10μS)
本發明的添加物：
聚二甲基矽氧烷(PDMS)，一種50/50的含水乳劑(也就是說聚二甲基矽氧烷佔50%(重量百分比及水佔50%(重量百分比))
多元醇：
甘油
方法：
準備二氧化矽含量50%(重量百分比)的100%(重量百分比)的氧化矽溶膠。在此氧化矽溶膠中加入0.5%(重量百 分比)的PDMS乳液及19.6%(重量百分比)的甘油。開動磁控攪拌器並攪拌約5分鐘，以形成一均勻的混合液。繼續攪拌並利用水浴加熱至45℃至50℃，開動真空泵，並抽至真空度50至90mbar。接著在真空中經由沸騰去除17.1%(重量百分比)的水。從產生的蒸汽在冷卻器中凝結成水，並被收集在圓底燒瓶中的現象可以確認水已被去除。關閉真空泵，並使反應容器通風。撤除冷卻器，並攪拌使反應圓底燒瓶冷卻至20℃至25℃。
將73.45%(重量百分比)的氧化矽溶膠/去泡劑/甘油混合液置於圓底燒瓶中，加入26.55%(重量百分比)的氫氧化鉀溶液並攪拌。含矽酸的混合液及氫氧化鉀溶液在攪拌下反應產生一種高黏性的乳液。約15分鐘後達到最高溫度(45℃至50℃)。將混合液加熱至50℃至60℃；約15至30分鐘後，黏性降低至50mPas。這個在沒有真空下進行的混合及加熱過程應持續約15至45分鐘。接著在10U/min的攪拌速度下冷卻至40℃至45℃，將反應圓底燒瓶真空密封，並開動真空泵(功率<100mbar)。在溫度40℃至45℃保持15至30分鐘的真空度(50至90mbar)，以便使混合液沸騰及使材料中的氣體變成氣泡逸出。經確認在這樣的條件下氣泡會強力的朝表面移動及破裂。接著利用水浴將反應圓底瓶中的混合液快速冷卻至20℃至25℃，以減緩反應成鹼鈕屬矽酸鹽的速度，使可加工時間能夠達到3小時。在溫度20℃至25℃的環境中繼續保持真空60分鐘，以確保不會有任何氣泡。黏性再度上升至150至250mPas。關 閉攪拌器及真空泵，並使反應圓底燒瓶通風。
以此種方式製成的混合液適於用來填充防火元件。初始黏性150至250mPas會隨著時間緩慢上升。
此一結果在一20公升之反應器中獲得證實，並製成尺寸50cm x 50cm之燃燒試驗用的樣品。
燃燒試驗：
將尺寸50cm x 50cm之樣品製成構造方式為5mm ESG/6mm防護層/5mm ESG之玻璃板，並按照EN 1363或1364的規定進行燃燒試驗。燃燒試驗測得之耐火時間為40分鐘。這相當於耐火等級EI 30。
範例7：
用沉澱矽酸、水、甘油、KOH、氧化矽溶膠、以及聚二甲基矽氧烷製造二氧化矽分散液。
設備：
(參見範例2及範例3)
範例7A：
製造一種含沉澱矽酸的二氧化矽分散液。
使用材料：
32.3%(重量百分比)的去礦物質水，導電性<10μS； 19.6%(重量百分比)的甘油(不含水)；47.0%(重量百分比)的二氧化矽粉末，BET 50至60m2/g，平均一次粒徑約40nm；0.6%(重量百分比)的KOH；0.5%(重量百分比)的去泡劑(聚二甲基矽氧烷)。
方法：
將水、甘油、去泡劑、以及KOH置於一乾淨的攪拌容器中。所形成之混合液的pH值>10.5。以50U/min之轉數攪拌混合液約10分鐘。接著經由一直接插入式均勻器或奈米磨/球磨加入二氧化矽，並在混合液之抽送循環中繼續攪拌。分散器的耗電量一直上升到約35A，同時溫度也會因能能量輸入而上升。因此需經由冷卻使反應器溫度保持在40℃左右。材料在循環中經由分散器被輸入，直到耗電量達到一固定值為止。接著在真空及40℃的環境中以5U/min的轉數攪拌2小時，然後將反應器冷卻至20℃。如果必要的話可以加入KOH將pH值調整到10.5至10.9。
如果需要的話，可以使反應產物通過100μm之袋式過濾器，然後分裝到儲存容器中。採集復位樣品作為分析之用。
最好是立刻將清空的攪拌容器清洗乾淨。
範例7B：
製造一種添加甘油的氧化矽溶膠。
使用材料：
100%的氧化矽溶膠(Levasil 50/50，BET 50m2/g，平均一次粒徑55nm；以100%額定量為準：19.6%的甘油(純度>99.9%)
0.5%的去泡劑(聚二甲基矽氧烷)
方法：
將氧化矽溶膠(Levasil 50/50)、甘油、以及聚二甲基矽氧烷置於乾淨的攪拌容器/反應器中，加熱至60℃至70℃，並以50U/min的轉數攪拌約15分鐘。接著將反應器及蒸餾塔柱抽真空(最好是<100mbar)。將蒸餾塔調整至沒有回流比例，並將相當於17.1%之水分蒸發掉。將真空去除，鬆開反應器，並冷卻至20℃。
必要的話可以加入KOH將pH值調整到10.5至10.9。採集復位樣品作為分析之用。
如果需要的話，可以使反應產物通過50μm之袋式過濾器，然後分裝到儲存容器中，或是直接留在反應器中，以直接進行後續加工(見範例7C)。
如果將攪拌器清空，最好是立刻將攪拌容器清洗乾淨。
範例7C：
製造一種含氧化矽溶膠及沉澱矽酸的分散液，其成分為47.0%的二氧化矽及19.6%的甘油。
使用材料：
50%的改良氧化矽溶膠(如範例7B)
50%的矽酸分散液(如範例7A)
方法：
將按照範例7B製造之改良氧化矽溶膠及按照範例7A製造之矽酸分散液置於攪拌容器中，並以50U/min的轉數攪拌1小時及經由分散器輸入循環中。溫度保持在40℃左右。
採集復位樣品作為分析之用。
使分散液通過50μm之袋式過濾器，然後分裝到儲存容器中，例如分裝在IBC容器中。
範例7D：
用範例7C的混合物製造防火玻璃。
使用材料：
如範例7A的矽酸分散液及如範例7B的改良氧化矽溶膠，如表2所示，且二者均含0.5%(重量百分比)的PDMS，7.4kg的KOH(50%(重量百分比)，溶於水)
方法：
如範例7C，按照表2以不同比例的沉澱矽酸分散液(分散液)及氧化矽溶膠製造出其他的混合液，並在加入7.4kg的KOH後用來製造防護層/防火玻璃(EI 30型，尺寸120cm x 220cm/5mm ESG 6mm IL之燃燒試驗用玻璃板)。
不需再加入水。在80℃的溫度中硬化8小時。以目視檢查硬化的玻璃，並將燃燒試驗的結果記錄在表2中。
以上所述均為本發明之有利的實施方式，但此處必須明確指出的是，本發明之範圍並非僅限於以上的實施例，而是也包括以下之申請專利範圍之實施方式及其他之實施方式。

Claims (38)

  1. 一種透光防熱元件，具有至少一個載體元件及至少一個防護層，其特徵為：該防護層含有可由選自氧化鈉、氧化鉀、氧化鋰、或彼等之混合物的鹼金屬氧化物及二氧化矽(SiO2)獲得之水性矽酸鹽組成物，以及含有至少一種烷基矽氧烷，該烷基矽氧烷之含量為0.1至10重量%，其中該烷基矽氧烷係選自聚單烷基矽氧烷、聚二烷基矽氧烷、或是此二者的混合物，其中該烷基為線性及/或分枝之C1至C4烷基。
  2. 如申請專利範圍第1項之透光防熱元件，其中，該防熱元件是透明的，且該烷基矽氧烷之含量為0.5至3重量%。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之透光防熱元件，其中，該烷基矽氧烷之分子量(Mw)在1000至25000之間。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之防熱元件，其中，該烷基矽氧烷為聚二甲基矽氧烷，其具有之分子量(Mw)在1000至25000之間。
  5. 如申請專利範圍第1項之透光防熱元件，其中，該防熱元件是透明的，且該烷基矽氧烷之含量為0.5至2.5重量%。
  6. 如申請專利範圍第3項之透光防熱元件，其中，該防熱元件是透明的，且該烷基矽氧烷之含量為0.5至2.5重量%。
  7. 如申請專利範圍第4項之透光防熱元件，其中，該 防熱元件是透明的，且該烷基矽氧烷之含量為0.5至2.5重量%。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之透光防熱元件，其中，該防護層所含的矽相當於30至55重量%的二氧化矽、所含的鹼金屬相當於最多16重量%的鹼金屬氧化物、以及含水量最高達60重量%。
  9. 如申請專利範圍第3項之透光防熱元件，其中，該防護層所含的矽相當於30至55重量%的二氧化矽、所含的鹼金屬相當於最多16重量%的鹼金屬氧化物、以及含水量最高達60重量%。
  10. 如申請專利範圍第4項之透光防熱元件，其中，該防護層所含的矽相當於30至55重量%的二氧化矽、所含的鹼金屬相當於最多16重量%的鹼金屬氧化物、以及含水量最高達60重量%。
  11. 如申請專利範圍第5項之透光防熱元件，其中，該防護層所含的矽相當於30至55重量%的二氧化矽、所含的鹼金屬相當於最多16重量%的鹼金屬氧化物、以及含水量最高達60重量%。
  12. 如申請專利範圍第6項之透光防熱元件，其中，該防護層所含的矽相當於30至55重量%的二氧化矽、所含的鹼金屬相當於最多16重量%的鹼金屬氧化物、以及含水量最高達60重量%。
  13. 如申請專利範圍第7項之透光防熱元件，其中，該防護層所含的矽相當於30至55重量%的二氧化矽、所 含的鹼金屬相當於最多16重量%的鹼金屬氧化物、以及含水量最高達60重量%。
  14. 如申請專利範圍第1或2項之透光防熱元件，其中，該防護層含有氨，以100%之NH3計算的氨含量為0.1至2重量%。
  15. 如申請專利範圍第4項之透光防熱元件，其中，該防護層含有氨，以100%之NH3計算的氨含量為0.1至2重量%。
  16. 如申請專利範圍第1或2項之透光防熱元件，其中，該防護層含有氨，以100%之NH3計算的氨含量為0.8至0.9重量%。
  17. 如申請專利範圍第4項之透光防熱元件，其中，該防護層含有氨，以100%之NH3計算的氨含量為0.8至0.9重量%。
  18. 如申請專利範圍第1或2項之透光防熱元件，其中，該防護層被設置在兩片玻璃板之間，並與這兩片玻璃板構成一複合元件。
  19. 如申請專利範圍第4項之透光防熱元件，其中，該防護層被設置在兩片玻璃板之間，並與這兩片玻璃板構成一複合元件。
  20. 如申請專利範圍第1或2項之透明防熱元件，其中，該防熱元件是由多個分別設置在兩片玻璃板之間的防護層構成，且這些玻璃板及防護層構成一複合元件。
  21. 如申請專利範圍第4項之透光防熱元件，其中， 該防熱元件是由多個分別設置在兩片玻璃板之間的防護層構成，且這些玻璃板及防護層構成一複合元件。
  22. 一種含有二氧化矽的水性分散液，其特徵為：該分散液藉由添加多元醇及氫氧化鉀而穩定，且具有下列組成：35至52重量%的SiO2；30至50重量%的水；0.6±0.1重量%的KOH；0.5至0.8重量%的烷基矽氧烷；其餘為甘油及/或乙二醇，其中甘油及/或乙二醇的含量至少是5重量%。
  23. 如申請專利範圍第22項之分散液，其具有下列組成：47.0至48.5重量%的SiO2；33.8至30.9重量%的水；0.6±0.1重量%的KOH；0.5至0.8重量%的烷基矽氧烷；其餘為甘油及/或乙二醇，其中甘油及/或乙二醇的含量至少是5重量%。
  24. 如申請專利範圍第22或23項之分散液，其中，該SiO2係沈澱矽酸及/或氧化矽溶膠。
  25. 如申請專利範圍第22或23項之分散液，其中，該SiO2係沈澱矽酸。
  26. 如申請專利範圍第22或23項之分散液，其含有 至少0.1重量%之氨水溶液(濃度32重量%)及最多含6重量%的氨水溶液(濃度32重量%)。
  27. 如申請專利範圍第26項之分散液，其含有2.5重量%之氨水溶液(濃度32重量%)。
  28. 如申請專利範圍第26項之分散液，其含有至少0.5重量%之氨水溶液(濃度32重量%)。
  29. 一種製造防護層的方法，該防護層含有可由鹼金屬氧化物及SiO2獲得之水性矽酸鹽組成物，以及含有至少一種烷基矽氧烷，該烷基矽氧烷之含量為0.1至10重量%，其中該烷基矽氧烷係選自聚單烷基矽氧烷、聚二烷基矽氧烷、及此二者的混合物，且其中該烷基為線性及/或分枝之C1至C4烷基，其特徵為：將含SiO2的分散液及氫氧化鉀溶液混合在一起，其中分散液的含量佔70至75重量%，氫氧化鉀溶液(濃度50重量%)的含量佔25至30重量%，該分散液具有下列組成：35至52重量%的SiO2；30至50重量%的水；0.6±0.1重量%的KOH；0.5至0.8重量%的烷基矽氧烷；其餘為甘油及/或乙二醇，其中甘油及/或乙二醇的含量至少是5重量%。
  30. 如申請專利範圍第29項的方法，其中，將含二氧化矽的分散液及氫氧化鉀溶液混合在一起，其中分散液的含量佔73.45重量%，氫氧化鉀溶液(濃度50重量%)的含 量佔26.55重量%，該分散液具有下列成分：47.0至48.5重量%的SiO2；33.8至30.9重量%的水；0.6±0.1重量%的KOH；0.5至0.8重量%的烷基矽氧烷；其餘為甘油及/或乙二醇，其中甘油及/或乙二醇的含量至少是5重量%。
  31. 如申請專利範圍第29或30項的方法，其中，該氫氧化鉀溶液含有烷基矽氧烷，其總量佔防護層的0.1至10重量%。
  32. 如申請專利範圍第29或30項的方法，其中，該分散液及/或氫氧化鉀溶液含有氨，其氨含量相當於佔32重量%之氨水溶液的0.1至6重量%。
  33. 如申請專利範圍第31項的方法，其中，該分散液及/或氫氧化鉀溶液含有氨，其氨含量相當於佔32重量%之氨水溶液的0.1至6重量%。
  34. 如申請專利範圍第29或30項的方法，其中，該分散液及/或氫氧化鉀溶液含有氨，其氨含量相當於佔32重量%之氨水溶液的0.5至2.5重量%。
  35. 如申請專利範圍第31項的方法，其中，該分散液及/或氫氧化鉀溶液含有氨，其氨含量相當於佔32重量%之氨水溶液的0.5至2.5重量%。
  36. 一種選自聚單烷基矽氧烷、聚二烷基矽氧烷、及此二者的混合物且該烷基為線性及/或分枝之C1至C4烷 基之烷基矽氧烷之用途，其作為製造透光防熱元件之防護層的成分。
  37. 如申請專利範圍第36項之用途，其中，該烷基矽氧烷係聚二甲基矽氧烷。
  38. 如申請專利範圍第36或37項之用途，其中，該烷基矽氧烷具有之分子量(Mw)在1000至25000之間。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012003593A1 (de) * 2010-07-05 2012-01-12 Gevartis Ag Hitzeschutzmittel in folienform
EP2593302A1 (de) 2010-07-16 2013-05-22 Gevartis AG Verfahren zur verbesserung von hitzeschutzverglasungen durch verhinderung der glaskorrosion, verursacht durch alkalischen glasangriff, und durch primerung
CN103403124B (zh) * 2011-02-22 2015-09-30 赢创德固赛有限公司 由碱金属硅酸盐溶液制备高纯度含水胶态二氧化硅溶胶的方法
EP2557141B1 (de) 2011-08-10 2015-04-08 AMATO GmbH Brandschutzsysteme Flächenartig ausgebildetes Brandschutzteil, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
DE102012200799A1 (de) 2011-09-26 2013-03-28 Interpane Entwicklungs-Und Beratungsgesellschaft Mbh Brandschutzelement mit Schutzbeschichtung und dessen Herstellungsverfahren
CN113165885B (zh) * 2018-11-29 2024-05-14 赢创运营有限公司 用于耐火玻璃的具有长贮存期的二氧化硅水分散体
CN115370272A (zh) * 2022-09-20 2022-11-22 江苏铁锚玻璃股份有限公司 高透光率隔热防火玻璃及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5508321A (en) * 1994-06-15 1996-04-16 Brebner; Keith I. Intumescent silicone rubber composition
CN1980861A (zh) * 2004-07-01 2007-06-13 德古萨股份公司 包括多元醇的二氧化硅分散体
US20070275231A1 (en) * 2002-12-18 2007-11-29 Scheuten Glasgroep Fire Protection Means and Method for the Production Thereof

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3655578A (en) * 1969-05-08 1972-04-11 Du Pont High surface area stabilized silica sols and process for preparing same
US4162169A (en) * 1977-12-21 1979-07-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Alkali-metal silicate binders and methods of manufacture
JP2653023B2 (ja) * 1988-04-22 1997-09-10 大阪有機化学工業 株式会社 被覆用組成物
AU4556693A (en) 1992-08-11 1994-03-15 Vetrotech Ag Light-transparent heat-protection element
DE19720269A1 (de) * 1997-05-14 1998-11-19 Inst Neue Mat Gemein Gmbh Nanokomposit für thermische Isolierzwecke
DE19731416C1 (de) * 1997-07-22 1998-09-17 Vetrotech Saint Gobain Int Ag Brandschutzverglasung
DE102004005411A1 (de) * 2004-02-03 2005-08-18 Degussa Ag Hydrophobe Fällungskieselsäure für Entschäumerformulierungen
WO2007060203A1 (fr) * 2005-11-25 2007-05-31 Agc Flat Glass Europe Sa Vitrage anti-feu
EP2132258A2 (en) * 2007-01-23 2009-12-16 Ertecee B.V. A method of manufacturing a fire retardant composite
WO2008091131A1 (en) * 2007-01-25 2008-07-31 Jungmac Ind R & D Ltd Fire-proof covering agent composition and nonflammable method for flammable material

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5508321A (en) * 1994-06-15 1996-04-16 Brebner; Keith I. Intumescent silicone rubber composition
US20070275231A1 (en) * 2002-12-18 2007-11-29 Scheuten Glasgroep Fire Protection Means and Method for the Production Thereof
CN1980861A (zh) * 2004-07-01 2007-06-13 德古萨股份公司 包括多元醇的二氧化硅分散体

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