[发明专利]用于光透明解决方案的建筑构件

说明书

建筑构件A，其包括a)至少一个玻璃板B；和b)由未涂布的热固性聚合物复合材料制成的框架C，所述热固性聚合物复合材料的聚合物基质基于至少50重量%的脂族多异氰酸酯；和c)任选地，至少一种密封剂D，其将玻璃板B与框架C连接。其特征在于优秀的长期耐候性、高耐久性和低维护工作。

本发明涉及包括至少玻璃板、由基于脂族多异氰酸酯的聚合物复合材料制成的框架和任选密封剂的新型建筑构件。其特征在于优秀的长期耐候性、高耐久性和低维护工作。

玻璃构件是许多建筑的重要部分，例如现代摩天大楼的玻璃幕墙或普通家庭住宅的简单窗户。玻璃构件的其它应用领域包括运输行业（例如汽车、火车、船舶）、农业（例如温室、厩）或太阳能工业（太阳能模组）。除了分开两个不同环境并同时确保光学透明和导光的明显性质外，玻璃构件通常也是建筑的温度管理的一部分并履行设计和美学功能以及机械支撑功能。出于经济原因，这些玻璃构件应该具有长使用寿命，经常为几十年。在玻璃构件的大多数实际应用中，玻璃建筑构件的至少一面暴露在外部，即暴露于地理区域的气候条件和全年的温度变化。

通常将玻璃板嵌在框架中，并且这一建筑玻璃构件经常在随后的安装中作为组合单元使用。为框架选择的材料是氧化铝、聚氯乙烯（PVC）和木材。最近，也可在市场上发现具有包含涂布芳族聚氨酯复合材料的框架的窗户。

氧化铝广泛用作框架材料，尤其用于幕墙和太阳能模组的框架材料。其兼具极好的机械性质与良好的耐候性。为实现出色的耐化学性，通常对氧化铝进行表面处理，例如通过阳极氧化。但是，在盐水环境或雾中，氧化铝将会逐渐与水反应。此外，如果需要“典型的”氧化铝银色以外的颜色，则必须施加昂贵的涂层。进一步的缺点在于氧化铝在窗户应用中的高导热率或其在太阳能模组中的导电率。此外，氧化铝的线性热膨胀系数显著高于玻璃。这种差异尤其对于较大部件的边缘密封产生挑战。尽管其可再循环性在原则上良好，但氧化铝的成本相当高，并且由于其在生产过程中的能耗，所以碳足迹高。

PVC常用于窗框。其具有良好的耐候性、低导热率、所需维护低并且便宜。但是，机械性质（尤其是刚性）对较大部件而言不足，并且需要钢或复合材料的核心用于支撑。线性热膨胀系数也是玻璃的大约6倍。PVC再循环也是困难的，并且焚烧或点燃可产生高毒性的二噁英和HCl气体。

木材具有良好的隔热性质，基于生物（可再生）并且表现出高审美价值，但是也昂贵。其需要通过涂层频繁维护并且耐候性低。还需要保护木材以防昆虫和真菌生长。此外，线性热膨胀系数是玻璃的大约6倍。另外，木材可由于环境含水量而改变其尺寸（溶胀）。木材的碳足迹低，这使其在非常关注可持续性并且成本较不重要时成为所选择的材料。

最近，BASF、Huntsman、Bayer MaterialScience等已经为窗框、门和太阳能模组提出了聚合物复合材料。这些复合材料已经通常以基于热塑性或热固性的聚合物作为基质材料，并以玻璃纤维作为增强填料。基质材料的典型实例是聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）及其共混物，以及基于芳族多异氰酸酯的聚氨酯。尽管这些复合材料提供许多优点，如良好的机械性能、低线性热膨胀系数、基本无导电率和极低的导热率，但它们本身不适合长期室外应用。为了防止降解，它们需要保护性涂层。如果通过拉挤成型制造复合材料，由于这些部件表面上的脱模剂，涂层的施加更加困难。因此，可能需要进一步的处理以实现聚氨酯体与涂层之间的良好粘合。这些额外加工步骤使得这样的解决方案昂贵，并且尚未证实如此涂布的复合材料的整体长期耐久性。

一般而言，包括涂布部件的预组装建筑构件在起始于它们的生产、运输、安装和工作时间的其整个寿命期间都需要小心操作，因为涂层的任何剥落或其它损伤将会损害它们的功能或使用寿命。不小心操作的后果可能是昂贵的维修或甚至更换。

如上所示，市场上用于大型玻璃建筑构件的所有现有解决方案都由于耐候性、导电率或导热率、机械长期性能或热膨胀系数方面的缺点而在长期室外应用中具有它们的局限性，并且没有任何解决方案兼具对这些应用（例如对太阳能模组或温室窗户）而言必要的所有性质。因此，本发明基于的问题是提供具有上述所有有利性质但没有常规解决方案的缺点的建筑构件。