WO2016159921A1 - Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла - Google Patents
Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016159921A1 WO2016159921A1 PCT/UA2015/000082 UA2015000082W WO2016159921A1 WO 2016159921 A1 WO2016159921 A1 WO 2016159921A1 UA 2015000082 W UA2015000082 W UA 2015000082W WO 2016159921 A1 WO2016159921 A1 WO 2016159921A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- fire
- resistant glass
- transparent hydrogel
- hydrogel
- photocurable transparent
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
- B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
- B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K21/00—Fireproofing materials
Definitions
- the invention relates to the field of construction, in particular, to laminated fire-resistant glass, a method for its manufacture, and a photocurable transparent hydrogel for fire-resistant glass, and can be used in building structures as fire-resistant structures with glazing, various kinds of firewalls and windows.
- the main requirement for fire-resistant glazing materials is to provide an effective flame and smoke barrier and provide thermal protection.
- glass is a non-combustible material, it can melt, crack, and collapse under the influence of heat of the flame, its frame may burn or deform. so that the protective barrier is broken and there is a direct spread of flame and smoke.
- Fire-resistant glass is made laminated with one or more layers of fire-resistant material, which is activated during a fire and absorbs thermal radiation with the formation of a highly active insulating layer.
- Laminated glass is made with two or more layers of silicate glass, between which is a transparent composition.
- weight characteristics, glass thickness, resistance to ultraviolet radiation, temperature range of operation, noise and heat insulation properties, and light transmission coefficient are important.
- Known hydrogel which is used as a fire retardant layer in fire-resistant laminated glass, contains derivatives of polyacrylamide and / or polymethacrylamide 3-50 mass. % and their copolymers with a binder monomer (0.05-5 wt.%), which have at least two unsaturated bonds in the molecule; a freeze-thawing additive - a polyhydric alcohol or a mixture of polyhydric alcohols belonging to the series of compounds: polyvinyl alcohol, ethylene glycol, ethylene diglycol, glycerin, isobutylglycerol and the like, as well as water-soluble carbohydrates, for example, sucrose, lactose, glucose, fructose and the like 5- 20 mass. %; chlorides of alkali and / or alkaline earth metals 5-50 mass. %; distilled water - the rest [1].
- the known hydrogel contains polyamides, the viscosity of the solutions of which is not stable over time, which will lead to a change in the operational properties of the fire-retardant layer in time and short life of the structure.
- Known hydrogel which is used as a fire retardant layer in a fireproof laminated glass, contains polyacrylic acid from 3 to 25 mass. % and / or polymethacrylic acid and / or their copolymers from 3 to 5 mass. %, and / or salts of polyacrylic and / or polymethacrylic acids and alkali metals; polyhydric alcohols, mainly ethylene glycol or glycerin; water from 65 to 90 wt.%; polymerization initiator; organic acid - citric acid and / or its alkali metal salts; compounds containing amino groups predominantly triethanolamine; a crosslinking agent [2].
- a disadvantage of the known hydrogel is the low coke residue during the destruction of the hydrogel due to the significant water content from 65 to 90 mass. %
- the destruction of all glasses in a laminated glass with hydrogel layers containing more than 60 mass. % of water is cotton-like in nature, while cracks in the glass form closed areas, which subsequently collapse. This is explained by high stresses arising in the material during evaporation of water bound in the gel.
- Coke, formed by a hydrogel with a high water content has a loose porous structure, quickly collapses and crumbles, without forming a dense heat-insulating layer.
- organo-inorganic hybrid transparent hydrogel for fireproof glass including: 3-10 mass. % acrylic monomer, 1-10 wt. % metal alkoxide solution, 5-30 mass. % water soluble salt; 0.5-5 mass. % phosphorus compound; 0.01-0.2 mass. % silane agent, 0.5-3 mass. % Quaternary ammonium salt, 0.01-1 mass. % polymerization initiator, from 40 to 85 wt. % water.
- the disadvantages of the known organo-inorganic hybrid transparent hydrogel for a fire-resistant glass unit are the need for degassing under reduced pressure and the polymerization process at a temperature of 35-90 ° C, which requires a long time and special equipment.
- the basis of the invention is the task of creating a photocurable transparent hydrogel for fire-resistant glass, devoid of these disadvantages, which provides the limits of fire resistance EI 15, EI 30, EI 45, El 60, has a high light transmission coefficient, is resistant to ultraviolet radiation and low temperatures.
- composition additionally includes a filler, a coolant and a stabilizer in the following ratio of components, masses . %:
- acrylic monomers use at least one selected from the group consisting of acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, methacrylamide, acrylamide, N, ⁇ -dimethylacrylamide, ⁇ -methylacrylamide, N, N-diethylacrylamide, ⁇ -methylmethacrylamide, N, ⁇ -butyl methacrylamide, acrylonitrile, ⁇ -ethyl acrylamide, ⁇ -ethyl methacrylamide, N, N-
- 25 dimethylaminoethyl methacrylate at least one selected from the group consisting of potassium chloride, sodium chloride, barium chloride, calcium chloride, magnesium chloride is used as a water-soluble salt; at least one selected from the group consisting of ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, benzoyl peroxide, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone is used as a polymerization initiator (darocur 1173), alpha-ketoglutaric acid; at least one selected from the group consisting of formalin, N, ⁇ '-methylenebisacrylamide, chromium potassium alum, urotropin, chromium alum, sodium dichromate thiourea is used as a crosslinking agent,
- the acrylic monomer in the composition of the photocurable transparent hydrogel for fire-resistant glass acts as a low molecular weight substance that forms the polymer in the polymerization reaction, and also gives strength to the hydrogel.
- Water-soluble salt serves as the basis for the polymer composition and contributes to the high fire resistance of the polymer.
- the crosslinking agent is embedded in more than one polymerization chain, connecting it into one macromolecule, which gives rigidity, strength, elasticity to the polymer, provides limited swelling, reduces the solubility of the polymer.
- filler in the composition of the hydrogel increases its strength, improves technological and operational properties, and also reduces the cost of the product based on it.
- the catalyst promotes the growth of the macromolecule, and also stimulates the polymerization process.
- the coolant acts as an agent that prevents freezing of the polymer.
- a stabilizer is included in its composition.
- a water-soluble salt is pumped into a glass reactor, heated to room temperature (18-25 ° C), an acrylic monomer, a crosslinking agent with a filler and a stabilizer are added, mixed until the components are completely combined, the coolant is added, mixed a catalyst and a polymerization initiator are added. After complete mixing of all components, the composition is filtered and poured into an intermediate container.
- the entire cycle of preparation of the composition is 3.5-4 hours.
- the basis of the invention is also the task of creating fire-resistant glass, which has a high light transmittance, provides fire resistance limits EI 15, EI 30, EI 45, EI 60, a wide temperature range of operation, has a small weight, high light transmission, resistant to ultraviolet radiation and low temperatures.
- the task is to create fire-resistant glass made of at least two glasses treated with adhesive, at least one layer of transparent hydrogel filling the space between them, is solved by using non-tempered float glass with a thickness of 4-6 mm; as a transparent hydrogel, a photocurable transparent hydrogel is used for fire-resistant glass, the layer thickness of which is 4-18 mm.
- the proposed fire-resistant glass has a thickness of 12 to 30 mm, a high transmittance, due to the increased stiffness of the hydrogel, the absence of optical defects is guaranteed, a wide temperature range of operation, and resistance to ultraviolet radiation .
- the basis of the invention is also the task of creating a method of manufacturing fire-resistant glass by a simplified process that does not require the use of special equipment, long time and special conditions.
- the task of creating a method of manufacturing fire-resistant glass of at least two glasses includes processing the glasses with adhesive, placing the glasses in parallel at a distance from each other, then fixing and sealing them around the perimeter, filling the inter-glass space with a transparent hydrogel, exposure to ultraviolet radiation for its further polymerization, is solved due to the fact that as a transparent hydrogel use a photocurable transparent hydrogel for fire-resistant glass, and ultraviolet f irradiation for the polymerization of the hydrogel can be artificial and / or natural, and carry out it at ambient temperature for 50-90 minutes.
- Fire-resistant glass is made according to the proposed method of manufacturing fire-resistant glass in this way.
- the prepared sheets of glass are treated with an adhesive that is held on the surface of the glass for 5-20 minutes, after which the glass is wiped, removing the excess amount of applied adhesive.
- a frame of aluminum profile the cross section of which corresponds to the thickness of the hydrogel layer, is placed along the edges of the glass sheet from the machined side.
- a second sheet of glass is processed on top of the frame, with the inside side machined. Sealed with butyl tape (cord).
- the prepared workpiece is placed on the casting table at an angle of 10-15 °. Through the filling hole, the preform is filled with hydrogel, controlling the uniformity of filling. After filling, the filling hole is sealed with a butyl cord or tape.
- the advantages of the proposed photocurable transparent hydrogel according to example 1 is the elasticity of the hydrogel, as well as its increased strength, which greatly affects the cohesive properties of the hydrogel.
- the photocurable transparent hydrogel prepared according to Example 2 provides elasticity, rigidity of the polymer, is characterized by high fire resistance, which accordingly provides fire resistance limits EI 15, El 30, El 45, El 60. Fire-resistant glass with a layer of this hydrogel is resistant to ultraviolet radiation, does not contain optical defects, and has a high transmittance.
- Table 1 shows the characteristics of samples of fire-resistant glass made of two sheets of float stack and 4 mm thick with a layer of the proposed photocurable transparent hydrogel, providing an appropriate limit of fire resistance.
- Table 2 shows the comparative characteristics of fire-resistant glass, which provides a fire resistance limit of EI 60 of various manufacturers and proposed in this invention.
- Example 2 The essence of the method of testing fire resistance is that a sample of the structure is heated in a special furnace, and the length of time from the start of the test to one of the limiting states is determined: loss of integrity as a result of the formation of through cracks or holes in the structure through which onto a surface not exposed to heat penetrate combustion products or flame; loss of heat-insulating ability due to temperature increase on the surface of the structure.
- a photocurable transparent polystyrene hydrogel loses transparency and provides fire resistance limits of EI 5, EI 30, EI 45, EI 60.
- the proposed fire-resistant glass has excellent optical properties and high performance characteristics: increased light transmission coefficient (up to 0.85), unchanged characteristics under the influence of UV radiation, the weight of the glass is on average 30% lower than that of existing analogues, the minimum number of optical defects and distortions , heat and sound insulation, safety and durability, operating temperature range from -40 ° C to + 80X.
- Fire-resistant glass can be used in internal and external structures without an additional ultraviolet filter, including as part of a double-glazed window, in combination with decorative glass structures: tinted, frosted, with artistic design, etc.
- fire-resistant glass with an inner layer of photocurable transparent hydrogel for fire-resistant glass is simple and does not require expensive equipment. Production can be carried out manually on the nail table.
- EP 2330174 (B1), B32B17 / 06; B32B17 / 10; C09K21 / 14; Organic-inorganic hybrid transparent hydrogel complex for fire retardant glass, fire retardant glass assembly using the same, and manufacturing method thereof / Oh Jae-Hwan (KR); Choi Myungjin (KR); Patent owner Samgong Co LTD (KR).
- - NQ EP 20100174251 claimed. 08/27/2010; publ. 07/23/2014.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области строительства, в частности, к многослойному огнестойкому стеклу, способу его изготовления, и фотоотверждаемому прозрачному гидрогелю для огнестойкого стекла, и может быть использовано в строительных сооружениях в качестве огнестойких конструкций с остеклением, разного рода противопожарных перегородках и окнах. Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла содержит акриловый мономер, водорастворимую соль, инициатор полимеризации, сшивающий агент, катализатор, наполнитель, теплоноситель, стабилизатор и воду. Огнестойкое стекло, содержащее по меньшей мере два листа флоат- стекла толщиной 4-6 мм, обработанных адгезивом, по меньшей мере один слой фотоотверждаемого прозрачного гидрогеля толщиной 4-18 мм, изготавливают предложенным способом путем заполнения межстекольного пространства фотоотверждаемым прозрачным гидрогелем и воздействия искусственным и / или природным ультрафиолетовым облучением для полимеризации гидрогеля при температуре окружающей среды в течение 50-90 минут.
Description
ФОТООТВЕРЖДАЕМЫЙ ПРОЗРАЧНЫЙ ГИДРОГЕЛЬ
ДЛЯ ОГНЕСТОЙКОГО СТЕКЛА
Область техники
Изобретение относится к области строительства, в частности, к многослойному огнестойкому стеклу, способу его изготовления, и фотоотверждаемому прозрачному гидрогелю для огнестойкого стекла, и может быть использовано в строительных сооружениях в качестве огнестойких конструкций с остеклением, разного рода противопожарных перегородках и окнах.
Предшествующий уровень техники
Реконструкция старых и строительство новых сооружений нуждается в надежной их защите от различных непредвиденных обстоятельств, способных причинить разрушения - землетрясений, наводнений, пожаров и т.д. В наше время все сооружения и здания проектируются с учетом возможности предотвращения пожаров, способов их тушения, локализации очагов возгорания и методов эвакуации людей из опасных зон. Для этого разработано множество противопожарных средств: противопожарные двери, ворота, перегородки, завесы, окна и т.п. Особое место среди упомянутого ряда средств занимают конструкции с противопожарным остеклением, задачей которых является создание временного препятствия распространению огня. В связи с этим наиболее распространенной сферой применения этих конструкций есть дома общественного и производственного назначения, где при пожаре возникает необходимость препятствования распространению огня с этажа на этаж, из помещения в помещение.
Основным требованием к огнестойким материалам для остекления является обеспечение эффективного барьера от пламени и дыма и обеспечение термической защиты. Несмотря на то, что стекло является негорючим материалом, оно может плавиться, растрескиваться и разрушаться под действием тепла пламени, его рама может гореть или деформироваться
так, что защитный барьер нарушается и происходит прямое распространение пламени и дыма.
Известны различные виды огнестойкого стекла. Огнестойкое стекло изготавливают многослойным с одним или несколькими слоями огнестойкого материала, который активируется при пожаре и поглощает тепловое излучение с образованием высокоактивного изоляционного слоя. Многослойное стекло изготавливают с двумя и более слоями силикатного стекла, между которыми находится прозрачная композиция. Для такого стекла важны весовые характеристики, толщина стекла, устойчивость к ультрафиолетовому излучению, температурный интервал эксплуатации, шумо- и теплоизоляционные свойства, коэффициент светопропускания.
На рынке представлен широкий спектр огнестойкого стекла ведущих мировых производителей, таких как EUROGLAS (Швейцария), CGI - PARAFLAM (Великобритания), AGC (Бельгия), PILKINGTON (Великобритания), INTERVER (Франция), SCHOTT (Германия), ООО «ПТИИЦ СТ» (Россия) и другие.
Известен гидрогель, который используют в качестве огнезащитного слоя в огнестойком многослойном стекле, содержит производные полиакриламида и / или полиметакриламида 3-50 масс. % и их сополимеры со связующим мономера (0,05-5 масс. %), которые имеют, по крайней мере, две ненасыщенные связи в молекуле; добавку, предотвращающую замерзание - многоатомный спирт или смесь многоатомных спиртов, относящихся к соединениям ряда: поливиниловый спирт, этиленгликоль, этилендигликоль, глицерин, изобутилглицерин и им подобные, а также водорастворимые углеводы, например, сахароза, лактоза, глюкоза, фруктоза и им подобные 5-20 масс. %; хлориды щелочных и / или щелочно-земельных металлов 5-50 масс. %; дистиллированная вода - остальное [1].
Однако, известный гидрогель содержит полиамиды, вязкость растворов которых не стабильна во времени, что приведет к изменению эксплуатационных свойств огнезащитного слоя во времени и непродолжительному сроку службы конструкции.
Известен гидрогель, который используют в качестве огнезащитного слоя в пожаробезопасном многослойном стекле, содержит полиакриловую кислоту от 3 до 25 масс. % и / или полиметакриловую кислоту и / или их сополимеры от 3 до 5 масс. %, и / или соли полиакриловой и / или полиметакриловых кислот и щелочных металлов; многоатомные спирты, преимущественно этиленгликоль
или глицерин; воду от 65 до 90 масс.%; инициатор полимеризации; органическую кислоту - лимонную кислоту и / или ее соли щелочных металлов; соединения, содержащие аминогруппы преимущественно триэтаноламин; сшивающий агент [2].
Недостатком известного гидрогеля является низкий коксовый остаток при деструкции гидрогеля вследствие значительного содержания воды от 65 до 90 масс. %. Разрушение всех стекол в многослойном стекле с гидрогелевыми слоями, содержащими более 60 масс. % воды, носит хлопкообразный характер, при этом трещины на стекле образуют замкнутые участки, которые впоследствии разрушаются. Это объясняется высокими напряжениями, возникающими в материале при испарении связанной в геле воды. Кокс, образованный гидрогелем с большим содержанием воды, имеет рыхлую пористую структуру, быстро разрушается и осыпается, не образуя плотного теплоизолирующего слоя.
Известен органо-неорганический гибридный прозрачный гидрогель для огнезащитного стеклопакета [3], включающий: 3-10 масс. % акрилового мономера, 1-10 масс. % раствора алкоксида металла, 5-30 масс. % водорастворимой соли; 0,5-5 масс. % соединения фосфора; 0,01-0,2 масс. % силанового агента, 0,5-3 масс. % соли четвертичного аммония, 0,01-1 масс. % инициатора полимеризации, от 40 до 85 масс. % воды.
Известен описанный там же [3] способ изготовления огнезащитного стеклопакета, содержащего от 2 до 5 листов закаленного стекла и органо- неорганический гибридный прозрачный гидрогель, заполняющий пространство между стеклами, причем процесс полимеризации осуществляется при температуре 35-90°С.
Недостатками известного органо-неорганического гибридного прозрачного гидрогеля для огнезащитного стеклопакета есть необходимость дегазации при пониженном давлении и осуществление процесса полимеризации при температуре 35-90°С, что требует длительного времени и специального оборудования.
Раскрытие изобретения
В основу изобретения поставлена задача создания фотоотверждаемого прозрачного гидрогеля для огнестойкого стекла, лишенного указанных недостатков, который обеспечивает пределы огнестойкости EI 15, EI 30, EI 45,
El 60, имеет высокий коэффициент светопропускания, устойчив к ультрафиолетовому излучению и низким температурам.
Поставленная задача создания фотоотверждаемого прозрачного гидрогеля для огнестойкого стекла, содержащего акриловый мономер, 5 водорастворимую соль, инициатор полимеризации, сшивающий агент, катализатор и воду, - решается за счет того, что в состав дополнительно включены наполнитель, теплоноситель и стабилизатор при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Акриловый мономер 8 - 10%
ю Водорастворимая соль 25 - 35%
Инициатор полимеризации 0,001
Сшивающий агент 0,1 - 0,2%
Катализатор 0,05 - 0, 1 %
Наполнитель 0,05 - 0,1 %
15 Теплоноситель 4 - 6%
Стабилизатор 0,003 - 1 %
Вода - остальное.
Поставленная задача создания фотоотверждаемого прозрачного гидрогеля для огнестойкого стекла решается также за счет того, что в качестве
20 акрилового мономера используют, по меньшей мере, один, выбранный из группы, в которую входят акриламид-2-метилпропансульфокислота, метакриламид, акриламид, N, Ν-диметилакриламид, Ν-метилакриламид, N, N- диэтилакриламид, Ν-метилметакриламид, N, Ν-бутилметакриламид, акрилонитрил, Ν-этилакриламид, Ν-этилметакриламид, N, N-
25 диметиламиноэтилметакрилат; в качестве водорастворимой соли используют, по меньшей мере, одну, выбранную из группы, в которую входят хлорид калия, хлорид натрия, хлорид бария, хлорид кальция, хлорид магния; в качестве инициатора полимеризации используют, по меньшей мере, один, выбранный из группы, в которую входят персульфат аммония, персульфат натрия, зо персульфат калия, пероксид водорода, пероксид бензоила, 2-гидрокси-2-метил- 1-фенил-1 -пропанон (darocur 1173), альфа-кетоглутаровая кислота; в качестве сшивающего агента используют, по меньшей мере, один, выбранный из группы, в которую входят формалин, N, Ν'-метиленбисакриламид, хромокалиевые квасцы, уротропин, хромонатриевые квасцы, бихромат натрия-тиомочевина,
35 бихромат натрия-линго-сульфонат, ацетат хрома, 3-
метакрилоксипропилотриметоксисилан; в качестве катализатора используют, по меньшей мере, один, выбранный из группы, в которую входят тетраметилэтилендиамин, 3-диметиламинопропионнитрил, этилендиаминтет- рауксусной кислоты динатриевая соль; в качестве наполнителя используют, по меньшей мере, один, выбранный из группы, в которую входят акриловая кислота, фумаровая кислота, малеиновая кислота, лимонная кислота; в качестве теплоносителя используют, по меньшей мере, один, выбранный из группы, в которую входят этиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин, полиэтиленгликоль, триметилопропан, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль, полипропиленгликоль; в качестве стабилизатора используют хлорид аммония и / или медь двохлорную 2-водную.
Акриловый мономер в составе фотоотверждаемого прозрачного гидрогеля для огнестойкого стекла выступает в роли низкомолекулярного вещества, образующего полимер в реакции полимеризации, а также придает прочность гидрогелю.
Водорастворимая соль служит основой для полимерной композиции и способствует высокой огнестойкости полимера.
В процессе полимеризации сшивающий агент встраивается более чем в одну полимеризационную цепь, соединяя его в одну макромолекулу, что придает жесткость, прочность, упругость полимеру, обеспечивает ограниченное набухание, снижает растворимость полимера.
Введение наполнителя в состав гидрогеля повышает его прочность, улучшает технологические и эксплуатационные свойства, а также снижает стоимость изделия на его основе.
Катализатор способствует росту макромолекулы, а также возбуждает процесс полимеризации.
Теплоноситель выступает в роли агента, предупреждающего замерзание полимера.
В результате распада инициатора образуются свободные радикалы, которые вступают в реакцию с молекулами акрилового мономера, образуя при этом более сложные радикалы, которые затем полимеризуются по цепному механизму, а также инициатор ускоряет процесс полимеризации - образование крепкого гидрогеля.
Для снижения скорости химических процессов, которые приводят к старению, для сохранения физических и / или химических свойств в процессе использования и экстпуатации гидрогеля, в его состав включен стабилизатор.
Осуществление изобретения
Для получения фотоотверждаемого прозрачного гидрогеля для огнестойкого стекла согласно изобретению в стеклянный реактор закачивают водорастворимую соль, подогревают до комнатной температуры (18-25°С), добавляют акриловый мономер, сшивающий агент с наполнителем и стабилизатором, перемешивают до полного соединения компонентов, добавляют теплоноситель, перемешивают, добавляют катализатор и инициатор полимеризации. После полного смешивания всех компонентов композицию фильтруют и сливают в промежуточную емкость.
Весь цикл приготовления композиции составляет 3,5-4 часа.
В основу изобретения также поставлена задача создания огнестойкого стекла, которое имеет высокий коэффициент светопропускания, обеспечивает пределы огнестойкости EI 15, EI 30, EI 45, EI 60, широкий температурный интервал эксплуатации, имеет небольшой вес, высокий коэффициент светопропускания, устойчиво к ультрафиолетовому излучению и низким температурам.
Поставленная задача создания огнестойкого стекла, выполненного, по меньшей мере, из двух стекол, обработанных адгезивом, по меньшей мере, с одним слоем прозрачного гидрогеля, заполняющего пространство между ними, решается тем, что используют незакаленное флоат-стекло толщиной 4-6 мм; в качестве прозрачного гидрогеля используют фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла, толщина слоя которого составляет 4-18 мм.
Имея в своем составе два листа стекла и один слой прозрачного гидрогеля для огнестойкого стекла, предложенное огнестойкое стекло имеет толщину от 12 до 30 мм, высокий коэффициент светопропускания, за счет повышенной жесткости гидрогеля гарантируется отсутствие оптических дефектов, широкий температурный диапазон эксплуатации, устойчивость к ультрафиолетовому излучению.
Следует отметить, что при необходимости можно изготовить стекло, состоящее более чем из двух стекол и более чем из одного слоя гидрогеля.
В основу изобретения также поставлена задача создания способа изготовления огнестойкого стекла путем упрощенного процесса, не требующего
использования специального оборудования, длительного времени и специальных условий.
Поставленная задача создания способа изготовления огнестойкого стекла минимум из двух стекол включает обработку стекол адгезивом, размещение стекол параллельно на расстоянии друг от друга с последующей фиксацией и герметизацией их по периметру, заполнение межстекольного пространства прозрачным гидрогелем, воздействие ультрафиолетовым облучением для дальнейшей его полимеризации, - решается за счет того, что в качестве прозрачного гидрогеля используют фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла, а ультрафиолетовое облучение для полимеризации гидрогеля может быть искусственным и / или естественным, и осуществляют его при температуре окружающей среды в течение 50-90 минут.
Применение предложенного фотоотверждаемого прозрачного гидрогеля для огнестойкого стекла дает возможность значительно сократить время изготовления огнестойкого стекла, не требует специального оборудования.
Огнестойкое стекло изготавливают по предложенному способу изготовления огнестойкого стекла таким образом.
Подготовленные листы стекла обрабатывают адгезивом, который выдерживают на поверхности стекла 5-20 минут, после чего стекло протирают, удаляя избыточное количество нанесенного адгезива. Рамку из алюминиевого профиля, сечение которого соответствует толщине слоя гидрогеля, размещают по краям листа стекла с обработанной стороны. На рамку сверху размещают второй лист стекла, обработанной стороной внутрь. Герметизируют бутиловой лентой (шнуром). Подготовленную заготовку размещают на заливочном столе под углом 10-15°. Через заливочное отверстие заготовку заполняют гидрогелем, контролируя равномерность заливки. После окончания заливки заливочное отверстие герметизируют бутиловым шнуром или лентой. Пузырьки воздуха, в случае их появления, перемещают в одно место, меняя угол наклона заготовки, и удаляют с помощью медицинского шприца с иглой, пробивая бутиловое уплотнение между стеклом и рамкой. Отверстие от иглы герметизируют бутиловой лентой (шнуром). Заготовку подвергают воздействию ультрафиолетового облучения для полимеризации гидрогеля в течение 50-90 минут при температуре окружающей среды. Проверяют готовность огнестойкого стекла на соответствие геометрическим размерам, на отсутствие пузырьков воздуха, других включений и т. п.
Огнестойкое стекло со слоем фотоотверждаемого прозрачного гидрогеля, изготовленное предложенным способом, прошло апробацию в испытательных лабораториях «Тест», «Пожтест» (Украина) и в сертификационном центре «Альфа «Пожарная безопасность» (Россия).
Примеры различных составов предложенного фотоотверждаемого прозрачного гидрогеля приведены ниже.
Пример 1.
Название компонента Содержание компонентов, масс. %
Метакриламид 8%
Хлорид калия 25%
Персульфат аммония 0,9%
Формалин 0, 1 %
Тетраметилэтилендиамин 0,09%
Фумаровая кислота 0,06%
Этиленгликоль 5%
Медь двухлорная 2-водная 0,85%
Вода 60%
Пример 2.
Название компонента Содержание компонентов, масс. %
Акрилонитрил 10%
Хлорид натрия 35%
Пероксид бензоила 1 %
N, Ν'-метиленбисакриламид 0,2%
Этилендиаминтетрауксусной кислоты динатриевая соль 0,1 %
Акриловая кислота 0,1 %
Глицерин 6%
Хлорид аммония 0,6%
Вода 47%
Преимуществами предложенного фотоотверждаемого прозрачного гидрогеля по примеру 1 является упругость гидрогеля, а также повышенная его прочность, что в значительной степени влияет на когезионные свойства гидрогеля.
Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель, приготовленный по примеру 2, обеспечивает упругость, жесткость полимера, характеризуется высокой огнестойкостью, что соответственно обеспечивает пределы огнестойкости EI
15, El 30, El 45, El 60. Огнестойкое стекло со слоем данного гидрогеля устойчиво к воздействию ультрафиолетового излучения, не содержит оптических дефектов, имеет высокий коэффициент светопропускания.
В Таблице 1 приведены характеристики образцов огнестойкого стекла, изготовленного из двух листов флоат-стек а толщиной 4 мм со слоем предложенного фотоотверждаемого прозрачного гидрогеля, обеспечивающие соответствующий предел огнестойкости.
Таблица 1
В Таблице 2 приведены сравнительные характеристики огнестойкого стекла, которое обеспечивает предел огнестойкости EI 60 различных изготовителей и предложенного в данном изобретении.
Таблица 2
Защита от Морозо- Светопро-
Толщина, Вес,
Изготовитель УФ- стойкость, пускание мм кг/м2
излучения °с %
EUROGLAS
(FIRESWISS) 23 55 нужно -20 82 (Швейцария)
CGI - PARAFLAM
32 52 не нужно -20 85 (Великобритания)
AGC (Бельгия) 26,6 60 нужно -40 80
PILKINGTON
23 50 нужно -40 86 (Великобритания)
INTERVER
24 52 не нужно -15 83 (Франция)
SCHOTT
23 57,7 нужно -20 81 (Германия)
ООО «ПТИИЦ СТ»
25 61 ,5 нужно -40 81 (Россия)
Стекло,
предложенное
25 41 не нужно -40 85 изобретением
(Пример 2)
Суть метода испытания огнестойкости заключается в том, что образец конструкции нагревают в специальной печи, при этом определяют продолжительность времени от начала испытания до одного из предельных состояний: потеря целостности в результате образования в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые на поверхность, не подвергаемую нагреву, проникают продукты горения или пламя; потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на поверхности конструкции.
В условиях стандартного пожара фотоотверждаемый прозрачный гидрогель полистирола теряет прозрачность и обеспечивает пределы огнестойкости EI 5, EI 30, EI 45, EI 60.
Промышленная применимость
Предложенное огнестойкое стекло имеет превосходные оптические свойства и высокие эксплуатационные характеристики: повышенный коэффициент светопропускания (до 0,85), неизменность характеристик под воздействием УФ-излучения, вес стекла в среднем на 30% ниже, чем у существующих аналогов, минимальное количество оптических дефектов и искажений, тепло- и звукоизоляция, безопасность и долговечность, температурный диапазон эксплуатации от -40°С до +80Х.
Огнестойкое стекло может использоваться во внутренних и внешних конструкциях без дополнительного ультрафиолетового фильтра, в том числе и в составе стеклопакета, в сочетании с декоративными конструкциями из стекла: тонированными, матированными, с художественным оформлением и т.п.
Технология изготовления огнестойкого стекла с внутренним слоем из фотоотверждаемого прозрачного гидрогеля для огнестойкого стекла проста и не требует дорогостоящего оборудования. Изготовление можно проводить вручную на монтажном столе.
Источники информации:
1 . Пат. RU 15725 U1 , С03В23/24, С03С27/12; СТЕКЛО ОГНЕСТОЙКОЕ МНОГОСЛОЙНОЕ/ А.В.Евланов, А.Е.Демидов, В.В.Аникейчик; заявитель и патентообладатель ООО "Штивер" (RU). - N° 20001 18141/20, заявл. 11.07.2000; опубл. 10.11.2000.
WO03061963 (A1), B32B 17/10; Fireproof glazing and fireproof window, in addition to method for producing a fireproof composition and fireproof glazing / Rodenberg Volker (DE); Flamro Brandschutz Systeme GMB (DE); Rodenberg Volker (DE). - WO2002EP 14400 заявл. 17.12.2002; опубл. 31.07.2003.
ЕР 2330174 (B1), В32В17/06; В32В17/10; С09К21/14; Organic-inorganic hybrid transparent hydrogel complex for fire retardant glass, fire retardant glass assembly using the same, and manufacturing method thereof / Oh Jae- Hwan (KR); Choi Myungjin (KR); патентовласник Samgong Co LTD (KR). - NQ EP 20100174251 заявл. 27.08.2010; опубл. 23.07.2014.
Claims
Формула изобретения
ФОТООТВЕРЖДАЕМЫЙ ПРОЗРАЧНЫЙ ГИДРОГЕЛЬ ДЛЯ ОГНЕСТОЙКОГО СТЕКЛА, ОГНЕСТОЙКОЕ СТЕКЛО, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГНЕСТОЙКОГО
СТЕКЛА
Пункт 1. Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла, содержащий акриловый мономер, водорастворимую соль, инициатор полимеризации, сшивающий агент, катализатор и воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит наполнитель, теплоноситель и стабилизатор при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Акриловый мономер 8 - 10 %
Водорастворимая соль 25 - 35 %
Инициатор полимеризации 0,001 - 1 %
Сшивающий агент 0,1 - 0,2 %
Катализатор 0,05 - 0,1 %
Наполнитель 0,05 - 0,1 %
Теплоноситель 4 - 6 %
Стабилизатор 0,003 - 1 %
Вода остальное
Пункт 2. Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла по п.1 , отличающийся тем, что в качестве акрилового мономера используют по меньшей мере один, выбранный из группы, в которую входят акриламид-2-метилпропансульфокислота, метакриламид, акриламид, N, Ν-диметилакриламид, N -метилакриламид, N, N- диетилакриламид, Ν-метилметакриламид, N, Ν-бутилметакриламид, акрилонитрил, Ν-етилакриламид, Ν-етилметакриламид, N, N- диметиламиноетилметакрилат.
Пункт 3. Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла по п.1 , отличающийся тем, что в качестве водорастворимой соли используют по меньшей мере одну, выбранную из группы, в которую входят хлорид калия, хлорид натрия, хлорид бария, хлорид кальция, хлорид магния.
Пункт 4. Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла по п.1 , отличающийся тем, что в качестве инициатора полимеризации
используют по меньшей мере один, выбранный из группы, в которую входят персульфат аммония, персульфат натрия, персульфат калия, пероксид водорода, пероксид бензоила, 2 гидрокси-2-метил-1-фенил- 1-пропанон (darocur 1173), альфа-кетоглутаровая кислота.
Пункт 5. Фотоотверждае ыи прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла по п.1 , отличающийся тем, что в качестве сшивающего агента используют по меньшей мере один, выбранный из группы, в которую входят формалин, N, Ν'-метиленбисакриламид, хромокалиевые квасцы, уротропин, хромонатриевые квасцы, бихромат натрия- тиомочевина, бихромат натрия- линго-сульфонат, ацетат хрома, 3- метакрилоксипропилотриметоксисилан.
Пункт 6. Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла по п.1 , отличающийся тем, что в качестве катализатора используют по меньшей мере один, выбранный из группы, в которую входят тетраметилетилендиамин, 3-диметиламинопропионнитрил, этилен- диаминтетрауксусной кислоты динатриевая соль.
Пункт 7. Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла по п.1 , отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют по меньшей мере один, выбранный из группы, в которую входят акриловая кислота, фумаровая кислота, малеиновая кислота, лимонная кислота.
Пункт 8. Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла по п.1 , отличающийся тем, что в качестве теплоносителя используют по меньшей мере один, выбранный из группы, в которую входят этиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин, полиэтиленгликоль, триметилопропан, диэтиленгликоль, дипропиленгликоль, полипропиленгликоль.
Пункт 9. Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла по п.1 , отличающийся тем, что в качестве стабилизатора используют по меньшей мере один, выбранный из группы, в которую входят хлорид аммония, медь двухлорная 2-водная.
Пункт 10. Огнестойкая стекло, выполненное по меньшей мере из двух стекол, обработанных адгезивом, по меньшей мере одного слоя прозрачного гидрогеля, заполняющего пространство между ними, отличающееся тем, что используют незакаленное флоат-стекло толщиной 4-6 мм, в
качестве прозрачного гидрогеля используют фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла по п.1., толщина слоя которого составляет 4-18 мм.
Пункт 11. Способ изготовления огнестойкого стекла минимум из двух стекол, обработанных адгезивом, стекла устанавливают параллельно на расстоянии друг от друга, с последующей фиксацией и герметизацией их по периметру, межстекольное пространство заполняют прозрачным гидрогелем и подвергают ультрафиолетовому облучению для дальнейшей его полимеризации, отличающийся тем, что в качестве прозрачного мономера используют фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла по п.1 , а ультрафиолетовое облучение для полимеризации гидрогеля может быть искусственным и / или естественным и осуществляют его при температуре окружающей среды в течение 50-90 минут.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016129013A RU2016129013A (ru) | 2015-03-27 | 2015-09-04 | Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла, огнестойкое стекло, способ изготовления огнестойкого стекла |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201502791 | 2015-03-27 | ||
| UA201502791 | 2015-03-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016159921A1 true WO2016159921A1 (ru) | 2016-10-06 |
Family
ID=57006220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/UA2015/000082 WO2016159921A1 (ru) | 2015-03-27 | 2015-09-04 | Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2016129013A (ru) |
| WO (1) | WO2016159921A1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107780788A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-09 | 广西银英生物质能源科技开发股份有限公司 | 一种复合防火玻璃及其制备方法 |
| CN114015362A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-08 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 防火胶及防火玻璃 |
| RU2812969C1 (ru) * | 2023-08-23 | 2024-02-06 | Анатолий Евгеньевич Галашин | Фотоотверждаемая композиция для изготовления многослойного огнестойкого стекла |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2726705C1 (ru) * | 2019-12-31 | 2020-07-15 | Надежда Андреевна Морев | Способ получения абляционного прозрачного гидрогеля для изготовления огнестойкого стекла |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU15725U1 (ru) * | 2000-07-11 | 2000-11-10 | ООО "Штивер" | Стекло огнестойкое многослойное |
| RU2288898C1 (ru) * | 2005-03-24 | 2006-12-10 | Закрытое акционерное общество "Соларекс" | Огнестойкий многослойный стеклопакет и способ его изготовления |
| EP2003184A1 (de) * | 2007-06-16 | 2008-12-17 | Scheuten Glasgroep B.V. | Verfahren zur Herstellung eines Brandschutzmittels |
| US20110135896A1 (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-09 | Samgong Co., Ltd. | Organic-inorganic hybrid transparent hydrogel complex for fire retardant glass, fire retardant glass assembly using the same, and manufacturing method thereof |
-
2015
- 2015-09-04 WO PCT/UA2015/000082 patent/WO2016159921A1/ru active Application Filing
- 2015-09-04 RU RU2016129013A patent/RU2016129013A/ru unknown
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU15725U1 (ru) * | 2000-07-11 | 2000-11-10 | ООО "Штивер" | Стекло огнестойкое многослойное |
| RU2288898C1 (ru) * | 2005-03-24 | 2006-12-10 | Закрытое акционерное общество "Соларекс" | Огнестойкий многослойный стеклопакет и способ его изготовления |
| EP2003184A1 (de) * | 2007-06-16 | 2008-12-17 | Scheuten Glasgroep B.V. | Verfahren zur Herstellung eines Brandschutzmittels |
| US20110135896A1 (en) * | 2009-12-07 | 2011-06-09 | Samgong Co., Ltd. | Organic-inorganic hybrid transparent hydrogel complex for fire retardant glass, fire retardant glass assembly using the same, and manufacturing method thereof |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107780788A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-03-09 | 广西银英生物质能源科技开发股份有限公司 | 一种复合防火玻璃及其制备方法 |
| CN114015362A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-08 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 防火胶及防火玻璃 |
| RU2812969C1 (ru) * | 2023-08-23 | 2024-02-06 | Анатолий Евгеньевич Галашин | Фотоотверждаемая композиция для изготовления многослойного огнестойкого стекла |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016129013A (ru) | 2017-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5547600B2 (ja) | 防火ガラス用有機・無機ハイブリッド透明ヒドロゲル複合体、これを用いた防火ガラス組立体、及びその製造方法 | |
| EP2817151B1 (en) | Fire resistant glazing unit | |
| WO2016159921A1 (ru) | Фотоотверждаемый прозрачный гидрогель для огнестойкого стекла | |
| JP5364729B2 (ja) | 耐火性窓ガラス | |
| JP6261094B2 (ja) | 難燃性放射線硬化性組成物 | |
| JP5624624B2 (ja) | 耐火性グレージング | |
| EP2268485B1 (en) | Flame retardant radiation curable compositions | |
| RU2812969C1 (ru) | Фотоотверждаемая композиция для изготовления многослойного огнестойкого стекла | |
| KR20230152097A (ko) | 난연성 글레이징용 폴리아크릴아미드 히드로겔을 생성하기 위한 중합성 조성물, 해당 제조 방법 및 용도 | |
| EP2864117B1 (en) | Flame retardant radiation curable compositions | |
| RU2440937C1 (ru) | Гидрогель для огнезащитных прослоек в многослойном пожаробезопасном остеклении | |
| DE10107104B4 (de) | Zwischenschicht für feuerwiderstandsfähige Verglasungen | |
| RU2726705C1 (ru) | Способ получения абляционного прозрачного гидрогеля для изготовления огнестойкого стекла | |
| RU15725U1 (ru) | Стекло огнестойкое многослойное | |
| JP2003012350A (ja) | 水性ゲル入り防火ガラス | |
| CN112708079A (zh) | 一种无皂乳液、防火液及其制备方法和应用 | |
| JPH06157080A (ja) | スモーク状防火ガラスおよびその製法 | |
| JP2001233642A (ja) | 含水ゲル入り防火ガラス | |
| JP2002316841A (ja) | 含水ゲル防火ガラスの製造方法および製造装置 | |
| CS263871B1 (cs) | pvo přípravu wezivrsíivy zasklívacího prvku se zvýšenou požární odolností |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2016129013 Country of ref document: RU Kind code of ref document: A |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 15887938 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 15887938 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |