[发明专利]耐火窗玻璃

说明书

本发明涉及包含至少一个水合碱性硅酸盐(silicate alcalin)层的透明的耐火窗玻璃系统。对于这些窗玻璃系统，存在两种在其制备和特性方面都有所区别的类型。

第一种涉及包含至少一个通过干燥形成的水合碱性硅酸盐层的窗玻璃系统。如果必要，则将该层直接在玻璃片材上干燥，然后与第二个玻璃片材组装。有利地，将这种类型的窗玻璃系统在真空中在高压釜中进行热组装，或通过热压延组装，或甚至通过将这几种操作结合。在所有情况下，所述操作的本质和条件允许使用简单的退火玻璃。使用这些退火玻璃的优点是，在所有条件下可以根据所需应用来确定窗玻璃的尺寸。

在耐火性测试中，硅酸盐层的温度升高导致保持稳固的耐火泡沫的形成。直接裸露的玻璃片材在热冲击的作用下破损。这些玻璃片材的碎片可能松散开，但膨胀层保护第二玻璃片材以确保所需要的密封性。

在第二类耐火窗玻璃的情形中，水合碱性硅酸盐在制备期间以不干燥就凝固的流体组合物的形式存在。最常见的是，窗玻璃由两片玻璃片材形成，这两片玻璃片材通过位于片材周边上的分隔体互相保持距离，从而限定成这些封闭的密封空间，向其中注入硅酸盐组合物。一旦将组合物引入到片材之间，硬化所需时间比保持温度高于环境温度的时间更短，且在所有其它条件相同的情况下，该组合物具有更低的水含量。

所述第二类窗玻璃所使用的硅酸盐组合物具有的水含量比通过干燥所制得的这些的水含量显著更高。在耐火性测试中，所述组合物具有不同的特性。在以前的产品中，组合物以泡沫的形式膨胀且具有蠕变的趋势。为了保持显著的防火性，使用的玻璃片材具有的抗热冲击性应当比具有更有限水含量的产品所要求的更高。因此，膨胀层在其膨胀过程中被保持在一定位置处。

抗热冲击的增长是由于强化玻璃片材的使用。这些片材固有的缺点是它不可能被切开。因此需要制造符合应用尺寸的片材。

第二类窗玻璃系统很久以来就被使用，但其性能在很大程度上与使用的玻璃片材的抗力(résistance)相联系。这些承受非常大的热冲击，这是因为片材的两个面在耐火性测试中处于非常不同的温度中。与硅酸盐组合物接触的面保持在硅酸盐中所含水分的蒸发温度的附近。该温度约为几百度。另一面，假设其暴露于火，则很快达到几百度。由硅酸盐加热所排放的蒸汽的压力增加了这些热应力。

对于强化玻璃片材，片材的断裂出现的时间要长于非强化玻璃，但这个时间的保持相对有限。为此，当要求更长的防护时间时，先前使用的窗玻璃系统由更加复杂的组件形成，所述组件由被额外玻璃片材分开的膨胀层构成。这种类型的结构可允许延缓窗玻璃的整体开裂，而每个层和每个玻璃片材相继参与到防护过程中。

所述结构显然不够经济。

第二类窗玻璃系统尤其用在所谓的“海用”窗玻璃系统的组成部分中。所述窗玻璃系统将上述耐火组件与大厚度的玻璃片材结合，所谓的“压力”片材，其提供了提高的机械抗力。所述玻璃片材的位置直接暴露于外部条件。将其与包含硅酸盐层的组件保持一定距离。

“海用”窗玻璃系统由符合预计使用的特殊要求的二类窗玻璃组成。产品分类A0涉及要用于运输乘客的船。产品分类A60涉及用于运输商品和尤其是用运输货物且特别是油罐的船。这两种类型必须通过的测试是显著不同的。

对于A0类型，在耐火性测试中，火位于船的内部。当窗玻璃的密封性保持至少60分钟时，就通过了测试。在这段时间内应当没有火花或烟。对于A60类型，火位于船的外部。窗玻璃必须对热辐射保持密封性和热绝缘性至少60分钟。热绝缘性是通过最远离火的片材面的温度来衡量的。

对于A0窗玻璃系统，对耐火性的要求通常通过除“压力”玻璃片材外还包含由两个强化玻璃片材构成的组件的结构来满足，所述强化玻璃包封通过使硅酸盐组合物硬化而不干燥所形成的膨胀层。即使膨胀层很快暴露于火且因此引起蠕变(fluage)，这种因膨胀材料蠕变导致防护的改变进行地足够慢，从而允许有效的所寻求的防护时间。

当在内侧可出现火时，海用窗玻璃系统必须符合“A60”等级的要求。在这种情况下，压力片材承受第一热冲击。

虽然其具有一定的厚度，但压力片材还是在几分钟后被摧毁，使包含膨胀材料的结构暴露于火。为了抵抗必要的时间，目前使用的产品通常包含由三个玻璃片材和两个膨胀层所构成的组件。

发明者已经证实，通过膨胀材料组成的合适选择，在承受显著温度上升时可以保证导致泡沫形式的膨胀不引起蠕变，或蠕变仅以极有限的形式发生，使得保护特性到显著改善，无论是否为密封性或对热辐射绝缘的问题。