[发明专利]具有优良的耐火性和抗冲击性的复合制品及其制备方法

说明书

相关申请

[0001]本专利申请分别要求2007年2月22日和2007年12月12日提交的美国临时申请Nos.60/891165和61/007418的权益和所有优点。

发明背景

1.发明领域

[0002]本发明一般地涉及具有优良的冲击强度和耐火性的复合制品。更具体地，本发明涉及具有给复合制品提供抗冲击性和耐火性的层的复合制品。

2.现有技术的说明

[0003]已知防火玻璃和窗户用于住宅、商业和工业建筑以及消费用具和机动车工业上用以防止火焰、烟雾或大量的热通过建筑物蔓延或者在空间内例如在烘箱内夹带热或火焰。防火玻璃和窗户典型地被评定为30、60、90或120分钟，这取决于当防火玻璃和窗户暴露于导致从开始起30分钟之后843℃的暴露温度，60分钟之后926℃，120分钟之后1010℃和240分钟之后1093℃的预定着火条件下时防火玻璃和窗户需要花费多长时间破坏。例如，当窗户暴露于以上预定的着火条件下超过30分钟时，30分钟等级的玻璃或窗户破坏。破坏的可能情况包括允许火焰穿透的通孔，能在离玻璃或窗户一定距离处使没有直接暴露于火焰条件下的玻璃或窗户的一侧(即，玻璃或窗户未暴露的一侧)上放出使棉球着火的热气，在玻璃或窗户未暴露的一侧上出现火焰且持续，外部温度超过要求，或者在软管水流冲击下玻璃或窗户坍塌，这取决于在特定的地理位置上特定等级的规定。

[0004]进行了许多工作来开发具有足够防火等级的防火玻璃和窗户。防火玻璃典型地由一系列层形成，其中包括常规的玻璃层和提供玻璃耐火性的层。使用过许多不同的材料，来形成提供耐火性的层，然而，形成提供耐火性的层所使用的许多材料具有缺点。例如，当使用碳基材料，特别地基于材料内所有分子的总重量，具有大于50重量份碳的主要碳基材料形成提供耐火性的层时，该材料最终将释放出过量的烟雾和有毒气体。

[0005]与当使用主要碳基材料时相比，没有释放出这么多烟雾和有毒气体的其他非碳基材料也用于提供耐火性的层。例如，在防火窗户中提供耐火性的层内使用无机硅基材料。无机硅基材料的具体实例包括在Gelderie等人的美国专利No.6159606中公开的碱金属聚硅酸盐水合物，在Mennig等人的美国专利No.5716424中公开的通过水解和缩合硅酸盐获得的组合物，和在德国专利申请No.2826261中公开的硅氧烷弹性体。尽管无机硅基材料将烧焦，但与主要碳基材料相比，无机硅基材料产生较少的烟雾和有毒气体。然而，包括由硅基材料形成的层的已有的防火窗户制造极其费劳力，笨重，和有时当在加热下发生故障时，不能充分地维持结构完整性。更具体地，一旦由于加热在防火窗户内形成裂口时，该防火窗户易于发生机械故障。对于其中使用火焰防护或耐火透明制品的其他应用来说，存在类似的缺陷。实例包括防火门和幕墙。

[0006]由于已有的防火玻璃和窗户存在缺陷，因此有利的是提供下述复合制品，所述复合制品具有优良的冲击强度和耐火性，重量较轻，容易制造，和甚至在加热下复合制品出现故障之后，还能维持优良的结构完整性。

发明概述和优点

[0007]本发明提供一种复合制品，它包括第一玻璃层，硅氧烷层，第二玻璃层和有机层。硅氧烷层与第一玻璃层相邻地布置。硅氧烷层包括固化的硅氧烷组合物。第二玻璃层与硅氧烷层相邻地布置，且与第一玻璃层隔开并基本上平行。有机层与第二玻璃层相邻地布置，且与硅氧烷层隔开并基本上平行。有机层包括固化的有机组合物。

[0008]本发明还提供制造复合制品的方法，该复合制品包括第一玻璃层和与第一玻璃层相邻地布置的聚合物层。对于该方法来说，提供双隔室的腔室。该腔室包括第一隔室和通过聚合物隔板隔开的第二隔室。隔板能通过隔室之间的压差控制在腔室内。第一玻璃层置于第一隔室内。硅氧烷层与第一玻璃层相邻地布置。用聚合物隔板施加压力到硅氧烷层和第一玻璃层中的至少一个上。

[0009]由于在复合制品内存在硅氧烷层和有机层二者，因此，该复合制品显示出优良的耐火性和优良的冲击强度的结合。再者，由于存在硅氧烷层，因此，甚至由于加热导致形成裂口通过窗格之后，复合制品保持优良的结构完整性和抗坍塌。正因为如此，本发明的复合制品可适合于除了要求优良的冲击强度还要求优良的耐火性的承重应用，这采用现有技术的复合制品是不可能的。