Hitzeschutzmittel in Folienform

Hinweis auf verwandte Anmeldungen

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Schweizer Patentanmeldung 1101/10, die am 5. Juli 2010 eingereicht wurde und deren ganze Offenbarung hiermit durch Bezug aufgenommen wird.

Hintergrund

Die Erfindung betrifft ein Hitzeschutzmittel und ein Verfahren zu seiner Herstellung, insbesondere ein Hitzeschutzmittel in Form einer aufrollbaren beschichteten Folie, sowie die Verwendung des Hitzeschutzmittels in einem Hitzeschutzelement.

Stand der Technik

Lichtdurchlässige Hitzeschutzelemente sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und werden unter anderem als Bauelemente eingesetzt. Als Trägerelemente dienen zumeist Glasplatten, wobei jedoch auch andere lichtdurchlässige Materialien, wie zum Beispiel Kunststoffe, verwendet werden. Besonders hohe Ansprüche an den Hitzeschutz werden dabei an Bauelemente gestellt, welche in der Form von Verglasungen für Fassaden sowie als Ab- grenzungen von Innen-Räumen, wie Trennwänden und Türen, bzw. im Schiffsbau und im Offshore eingesetzt werden. Aus der Publikation DE C3 19 00 054 sind hitzeisolierende lichtdurchlässige Verbundgläser bekannt, bei welchen zwischen zwei Glasflächen eine Schicht aus getrocknetem was- serhaltigem Alkalisilikat angeordnet ist. Bei Einwirkung von Hitze auf dieses Verbundglas, zum Beispiel bei einem Brandfall, schäumt die intumeszierende Schicht aus Alka- lisilikat auf, und das in der Alkalisilikatschicht enthaltene Wasser verdampft. Die intumeszierende Schicht wird dadurch für die Wärmestrahlung undurchlässig und bildet für eine bestimmte Zeit einen wirksamen Schutz ge- gen den unerwünschten Wärmedurchgang. Obschon mindestens eine der Glasplatten zersplittert, haften die Glasteile an der aufgeblähten Schaumschicht. Zur Verbesserung des Hitzeschutzes werden mehrere Glasplatten und intumeszierende Schichten aus Alkalisilikat hintereinander angeord- net.

Bei der Herstellung hitzeisolierender Verbundgläser wird entweder auf einer Seite einer Glasplatte eine dünne Schicht von Alkalisilikat in flüssiger Form aufgetragen und anschliessend durch Entzug des überschüs- sigen Wassers, zum Beispiel durch Wärmeeinwirkung, getrocknet, oder ein Alkalisilikat wird mit einer sauren Komponente, z.B. Kieselsäure, gehärtet (EP 0 620 781).

Auch bereits bekannt ist die Aushärtung von mit einem Polyol stabilisiertem pyrogenem SiC>2 unter Ein- Wirkung von Lauge, beispielsweise KOH (siehe DE 197 20

269) . Ebenfalls bereits bekannt ist die Laugenhärtung von Fällungskieselsäure und/oder Kieselsol zur Herstellung von Hitzeschutzelementen (siehe WO 2009/155719) .

Allen diesen oben beschriebenen Verfahren ge- meinsam ist, dass die Herstellung der intumeszierenden

Schicht direkt auf dem Glas erfolgt, so dass stets fertige Glasscheiben transportiert werden müssen. Zudem eignen sich die Giessverfahren des Stands der Technik primär für die Endmassfertigung.

EP 1 431 027 beschreibt Hitzeschutzmittel zur

Einbettung in ein Bauelement, wobei das Hitzeschutzmittel wenigstens ein hybrides Foliensystem umfasst, bei dem wenigstens eine Folie mit intumeszierendem Material beschichtet ist. Vorzugsweise soll wenigstens ein Bestand- teil des Foliensystems eine silikatische Basis, insbesondere mit einem molaren Verhältnis zwischen SiC>2 und Na20, zwischen 2,0 und 6,5 vorzugsweise 3 - 5,0 aufweisen. Die gemäss diesem Verfahren hergestellten Schichten sind spröde und/oder weisen Risse und/oder Blasen auf oder eine tiefe Restfeuchte.

Aufgabe der Erfindung war es, ein Hitze- Schutzmittel in Form einer hybriden Folie bereitzustellen, das gute Hitzeschutzeigenschaften aufweist, optisch gute Werte liefert, sich gut transportieren, lagern und laminieren lässt.

Weitere Aufgaben sind die Bereitstellung ei- ner Hitzeschutzgiessmasse, welche für die Herstellung der hybriden Folie speziell gut geeignet ist sowie Verfahren zur Herstellung solcher hybrider Folien und deren Verwendung zur Herstellung von Hitzeschutzelementen, z.B. Hitzeschutzgläsern .

Darstellung der Erfindung

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das hybride Foliensystem mindestens eine Trägerfolie und mindestens eine intumeszaerende Schicht umfasst, wobei die intumeszierende Schicht eine wasserhaltige SilikatZusammensetzung ist, bestehend aus:

35 Gew.-% bis 60 Gew.-% Wasser,

einem Alkalipolysilikat entsprechend

(i) 30 bis 55 Gew.-% Siliziumdioxid enthaltend maximal 5 Gew.-% Oxide mehrwertiger Kationen, insbesondere max. 3 Gew.-%, und

(ii) maximal 18 Gew.-% Alkalimetalloxid

(M2O) , ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumoxid, Kaliumoxid, Lithiumoxid und Mischungen derselben,

0.1 bis 10 Gew.-% Siloxan, wobei für transparente Gläser der Zusatz insbesondere 0.25 bis 3 Gew.-%, speziell bevorzugt 0.25 bis 2.5 Gew.-%, beträgt

5 bis 23 Gew.-% Polyol,

0 bis 2 Gew.-% Ammoniak (bezogen auf 100 %igen Ammoniak) wobei das Molverhältnis von Siliziumdioxid zu Alkalimetalloxid im Bereich von 6.0 : 1 bis 2.0 : 1 liegt, insbesondere bei 5.2 : 1 bis 2.0 : 1, und wobei die obige Zusammensetzung mindestens 99 Gew.-% der intu- meszierenden Schicht ausmacht.

Oxide mehrwertiger Kationen im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere A^C^ B2O3, SnC>2, TiC>2, ZnO und deren Mischungen, zinkoxidhaltige Mischoxide, insbesondere mit Aluminium dotierte Mischoxide wie Zn2SnAl2Ü3, Zinkstannate (ZnSnO _x ) oder Natrium-Kalium- Zinkstannate (Na-K-ZnSnO _x ) .

Ein erfindungsgemässes hybrides Foliensystem, welches mindestens eine Trägerfolie und mindestens eine intumeszierende Schicht umfasst, ist erhältlich durch Aushärten einer S1O2 enthaltenden Dispersion mit Alkalilauge, wobei die S1O2 enthaltende Dispersion zusammengesetzt ist aus

35-52 Gew.-% S1O2 (kann maximal 5 Gew.-% Oxide mehrwertiger Kationen umfassen, insbesonde- re max. 3 Gew.-%)

30-50 Gew.-% Wasser

0.5-0.7 Gew.-% KOH

0-13 Gew.-% Alkylsiloxan, wobei für transparente

Produkte nur max. 3 % Alkylsiloxan zu- gesetzt werden können

0-6 Gew.-% Ammoniak bezogen auf eine 32%-ige wäss- rige Lösung

7.5 bis 30 Gew.-% Glycerin und/oder Ethylenglykol, wobei die Summe aller Inhaltstoffe mindestens 99 Gew.-% ausmacht, vorzugsweise 100 Gew.-%

und die Aushärtung mit Alkalilauge erfolgt, derart, dass in der ausgehärteten Schicht der Wassergehalt 35 Gew.-% bis 60 Gew.-% beträgt und das Molverhältnis von Siliziumdioxid zu Alkalimetalloxid im Bereich von 6.0 : 1 bis 2.0 : 1, insbesondere von 5.2 : 1 bis 2.0 : 1 liegt . Die Trägerfolie weist vorzugsweise hohe Elastizität auf. Diese hat den Vorteil, dass die Folie die mechanischen Eigenschaften eines mittels der hybriden Folie hergestellten Hitzeschutzmittels erhöht und - ausrei- chende Elastizität oder Biegbarkeit der intumeszierenden Schicht vorausgesetzt - aufgerollt transportiert werden kann. Speziell bevorzugt weist die Trägerfolie hohe

Transparenz und Optik auf.

Für die Verwendung in hybriden Folien hat sich ein Ausgangsmaterial als besonders geeignet herausgestellt, dessen Aushärtung durch Reaktion von Si02 mit Hydroxidionen, insbesondere mittels einer Kaliumhydroxidlösung, und in Gegenwart eines Entschäumers und eines Po- lyols erfolgt. Ein geeignetes System wurde bereits in WO 2009/155719 beschrieben.

Es hat sich nun überraschend herausgestellt, dass ein solches System über breite Bereiche an gewünschte Anforderungen angepasst werden kann.

Der Entschäumer, ein Siloxan, das gegebenen- falls gleichzeitig als ein innerer Primer wirken kann, fördert die Entgasung der intumeszierende Schichten bei der Herstellung, d.h. während und nach dem Aufgiessen auf die Folie, so dass das Aufgiessen schneller erfolgen kann und/oder beim Vermischen der Komponenten und/oder beim Aufgiessen so kleine Bläschen entstehen, dass sie während des Trocknungs- resp. Härtungsvorganges verschwinden, d.h. visuell nicht mehr wahrnehmbar sind.

Ein Primer bewirkt, dass die Haftung der intumeszierende Schicht an der brandseitigen Folie oder der brandseitigen Glasscheibe vermindert wird, so dass es im Brandfall zu einer grossflächigen Ablösung der intumeszierende Schicht von der Folie/Glasscheibe unter Vermeidung von Abrissen führt. Dank der Verwendung eines inneren Primers kann auf die vorgängige Primerbehandlung der Glasscheiben verzichtet werden. Ferner kann der innere Primer auch die Ablösung der Folie verbessern, was für die Herstellung von Glaselementen ohne Folie vorteilhaft ist.

Dass siliziumhaltige Verbindungen in intumes- zierenden Schicht-Zusammensetzungen als Entschäumer und Primer wirken, ohne sich negativ auf die Endeigenschaften der intumeszierende Schicht auszuwirken, wurden bereits in WO 2009/155719 beschrieben. Insbesondere handelt es sich bei solchen Verbindungen um Siloxane.

Als speziell geeignet erwiesen sich Siloxane, wie Alkylsiloxane, insbesondere Polymonoalkylsiloxane oder Polydialkylsiloxane mit kurzen Alkylgruppen, beispielsweise linearen oder verzweigten Cl bis C4 Alkylgruppen, mit 5 bis 350 Monomereinheiten, vorzugsweise 15 bis 350 Monomereinheiten, insbesondere 90 bis 350 Ein- heiten, wobei bei linearen Siloxanen die Polymerkette an einem oder beiden Enden (in or- und/oder ω-Stellung) mit Alkyl- insbesondere Methylgruppen oder gegebenenfalls mit anderen organischen Resten substituiert sein kann. Ein speziell bevorzugtes Siloxan ist Polydimethylsiloxan (auch Poly [oxy (dimethylsilylen) ] oder a- (Trimethylsilyl ) - ω-methylpoly [oxy (dimethylsilylen) ] ) (Mw von 1000 bis 30000, vorzugsweise 6000 bis 30000, insbesondere von 10000 bis 25000, Dichte 0.90 bis 0.98 g/cm ³ , insbesondere um 0.98 g/cm ³ ). Solche Siloxane können gleichzeitig als Entschäumer und innerer Primer wirken. Sie können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden. Geeignete Polydimethylsiloxane sind auch bekannt unter den Namen Dimeticon bzw. Dimethicon, Polysilane, E 900 und Siliconöl. Geeignete Polydimethylsiloxane sind beispielsweise erhält- lieh von Dow Corning Corporation in Midland, Michigan, USA; Bayer Industrieprodukte GmbH & Co. KG, Leverkusen, DE; Wacker-Chemie GmbH, München, DE und Acros Organics, Belgien um nur einige zu nennen.

Durch diese Erfindung mit umfasst sind die Ammoniumsalze der Polysiloxane, gegebenenfalls zusammen mit freiem Ammoniak oder auch nur Zugabe von Ammoniak oder einem anderen die Optik verbessernder und/oder die _ -

Viskosität der Dispersion bzw. der intumeszierende

Schicht vor Aushärtung erniedrigender und/oder deren Topfzeit verlängernder Zusatz.

Das Siliziumdioxid ist pyrogenes S1O2

und/oder gefälltes S1O2 und/oder Kieselsol, welche mit Polyol stabilisert sein können und vorzugsweise mit Poly- ol stabilisiert sind, und die mit Lauge, beispielsweise KOH verfestigt werden können. Bei allen diesen Zusammensetzungen bewirkt das Siloxan eine bessere Entgasung und damit eine raschere Verarbeitung bzw. eine kürzere Verarbeitungszeit .

Durch Verwendung von Mischungen aus Kieselsol und pyrogener und/oder gefällter Kieselsäure kann die Topfzeit in weiten Bereichen variiert werden und dank des erfindungsgemäss enthaltenen Entschäumers auf Siloxanba- sis kann die für die Folienbeschichtung ohne Randbegrenzung wesentliche Viskosität bzw. Standfestigkeit der Hit- zeschutzgiessmasse eingestellt werden.

Die ausgehärteten intumeszierende Schichten zeichnen sich ferner durch gegenüber analogen intumeszierende Schichten ohne Siloxan verbesserte Brandeigenschaften aus .

Eine gut geeignete Si02-Dispersion zur Verfestigung mittels Laugenzugabe besteht aus:

35-52 Gew.-% Si02 wovon maximal 5 Gew.-% Oxide mehrwertiger Kationen, insbesondere max. 3 Gew.-%, sein können

30-50 Gew.-% Wasser

0.5-0.7 Gew.-% KOH

0-13 Gew.-% Alkylsiloxan, wobei für transparente

Produkte nur max. 3 % Alkylsiloxan zugesetzt werden können

0-6 Gew.-% Ammoniak (die Mengenangabe bezieht ist bezogen auf eine 32%-ige wässrige Lö- sung)

7.5 bis 30 Gew.-% Polyol, insbesondere Glycerin und/oder

Ethylenglykol , wobei die Summe aller Inhaltstoffe mindestens 99 Gew.-% ausmacht, vorzugsweise 100 Gew.-%,

Bevorzugte intumeszierende Schichten haben im ausgehärteten Zustand ein Molverhältnis von Siliziumdi- oxid zu Alkali-Metalloxid im Bereich von 5.2 : 1 bis 2.0 : 1, insbesondere 3.5 : 1 bis 2.5 : 1. Dieses Molverhältnis kann ein Polysilikat charakterisieren oder eine Mischung aus Polysilikat mit darin eingeschlossenen na- noskaligen, d.h. für das Auge unsichtbaren Siliziumdi- oxid-Teilchen. Der Wassergehalt solcher verfestigter

Schichten liegt vorzugsweise im Bereich von 35 Gew.-% bis 60 Gew.-%, der Gehalt an Siliziumdioxid im Bereich von 30 bis 55 Gew.-%, der Gehalt an Alkali-Metalloxid (M2O) , ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumoxid, Ka- liumoxid, Lithiumoxid und Mischungen derselben, beträgt vorzugsweise maximal 18 Gew.-% und der Polyol-, insbesondere der Glyceringehalt beträgt üblicherweise 5 bis 23 Gew. -% .

Bei einem Polyolgehalt unter 10 Gew.-% hat sich ein Molverhältnis oder Modul von S1O2 : Κ?0 von 5.2 : 1 in vollständig ausgehärtetem Zustand als hinsichtlich der Härte kritisch herausgestellt. So musste ein direkt nach der Herstellung aufgerolltes Produkt erst erwärmt werden, um nach Lagerung fehlerfrei abgerollt werden zu können. Bei einem Verhältnis von 2.0 : 1 blieb die Elastizität konstant hoch aber der Hitzeschutz erwies sich als nicht sehr gut.

Um auch mit hohen Modulen gute Aufrollbarkeit bzw. Abrollbarkeit ohne Erwärmung zu erhalten, kann statt einer vollständigen Aushärtung, bei der das Produkt nicht nur die endgültige Härte erhält, sondern auch transparent wird, nur eine Teil- oder Vorhärtung gemacht werden. Die intumeszierende Schicht bleibt dabei milchig trüb aber auch elastischer. Mit lediglich Vorhärtung oder wenn Plattenmaterial hergestellt werden soll können sogar Module bis 6.0 verwendet werden. Für die Stabilisierung der pyrogenen oder gefällten Kieselsäure und/oder des Kieselsols eignen sich Polyole, wie Ethylenglykol , Propylenglykol und insbesondere Glycerin.

Diese Zusätze eröffnen eine weitere Möglichkeit zur Einstellung der Elastizität. Je mehr Polyol, insbesondere Glycerin, in der intumeszierenden Schicht vorhanden ist, desto weicher ist die Schicht und desto höher kann das Molverhältnis gewählt werden. Bevorzugt ist ein Glyceringehalt von mindestens 10 Gew.-% und maximal 22 Gew.-%, da bei höherem Gehalt das Auftreten von Hotspots beim Brandfall möglich ist.

Verfestigt werden können solche stabilisierten Kieselsäuren durch Laugenzugabe, wie z.B. NaOH, KOH etc., wobei KOH gegenüber NaOH bevorzugt ist und/oder durch Netzwerkbildner wie Aluminiumoxid und Boroxid.

Bevorzugte Si02~Quellen sind Fällungskieselsäure und Kieselsole. Trotz der gegenüber pyrogenem S1O2 höherer OH-Gruppendichte im Sol bzw. an der Oberfläche der Fällungskieselsäure und anderer Partikelgrössen der Primär- und Sekundärteilchen haben sich Fällungskieselsäuren und/oder Kieselsole als sehr geeignet erwiesen um neben der Topfzeit auch die Giessviskosität zu steuern. Diese lässt sich durch Variation der Mischungsverhältnis- se in einem Bereich von 50 mPas ^~ l bis 500 mPas-! steuern.

Das Siloxan kann entweder zur silikat- bzw. siliziumdioxidhaltigen Komponente oder zur Härterkomponente, der Lauge, oder während der Herstellung des Inter- layers zugegeben werden. Da es gerade bei Verwendung von Si02-Partikel-Dispersionen vorteilhaft sein kann, diese Dispersionen zu entgasen, wird der Entschäumer vorzugsweise der Si02-Dispersion zugesetzt. Ebenfalls möglich, aber zumindest derzeit für Dispersionen ohne Kieselsäurezusatz nicht bevorzugt, wäre Beigabe des Entschäumers während des Vermischens der Dispersion mit der Härterkomponente. Da bei Mischungen aus z.B. Fällungskieselsäure und Kieselsol Entgasung der Si02~haltigen Dispersion oft nicht erforderlich ist, kann der Entschäumer - sofern verwendet - der Dispersion und/oder der Kalilauge zugesetzt oder während des Mischens dieser beiden Komponenten als dritte Komponente zugegeben werden.

Die Menge an Siloxan, die zugegeben wird, entspricht etwa einer Menge von 0.1 bis 10 Gew.-%. Für transparente Folien bzw. Gläser beträgt der Zusatz insbesondere 0.25 bis 3 Gew.-%, speziell bevorzugt 0.25 bis 2.5 Gew.-% bezogen auf die Masse der ausgehärteten

Schicht. Für lichtdurchlässige aber nur teil- oder nichttransparente Folien bzw. Gläser kann der Zusatz in Mengen bis 10 Gew.-% eingesetzt werden.

Eine für die Herstellung einer Hitzeschutzschicht geeignete amorphe Fällungskieselsäure weist einen SiC>2-Gehalt von mindestens 98.5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 98.8 Gew.-%, insbesondere von mindestens 99.1 Gew.-%, und eine BET Oberfläche von etwa 20 bis etwa 100 m2/g. auf. Für Dispersionen mit Si02~Gehalt von ca. 35 bis ca. 42 Gew.-% kann ein BET von 80 bis 100 m ² /g einge- setzt werden, für höher konzentrierte Dispersionen ein

BET von 20 bis 80 m ² /g. Die mittlere Primärteilchengrösse beträgt üblicherweise von 10 bis 70 nm, insbesondere von 20 bis 40 nm, wobei grössere mittlere Primärteilchengrös- sen eingesetzt werden können, vorausgesetzt, dass nach dem Aushärten alle Teilchen innerhalb der Teilchengrös- senverteilung unterhalb des sichtbaren Spektrums liegt. Die Sekundärteilchengrösse des S1O2 hat nur Einfluss auf die Härtungsgeschwindigkeit (kleinere Teilchen langsamere Härtung), nicht aber auf die Dispersion resp. die intu- meszierende Schicht selbst.

Eine gut geeignete Si02~Dispersion zur Verfestigung mittels Laugenzugabe besteht aus:

35-52 Gew.-% Si02 wovon maximal 5 Gew.-% Oxide mehrwertiger Kationen, insbesondere max. 3 Gew.-%, sein können

30-50 Gew.-% Wasser

0.5-0.7 Gew.-% KOH ... . -

11

0-13 Gew.-% Alkylsiloxan, wobei für transparente

Produkte nur max. 3 % Alkylsiloxan zugesetzt werden können

0-6 Gew.-% Ammoniak bezogen auf eine 32%-ige wäss- rige Lösung

7.5 bis 30 Gew.-% Glycerin und/oder Ethylenglykol,

wobei die Summe aller Inhaltstoffe mindestens 99 Gew.-% ausmacht, vorzugsweise 100 Gew.-%,

beispielsweise

47.0 - 48.5 Gew.-% Si0 ₂

33.8 - 30.9 Gew.-% Wasser

0.6 ± 0.1 Gew.-% KOH

0-10 Gew.-% Alkylsiloxan

0-2.5 Gew.-% Ammoniaklösung (32 Gew.-% in Wasser) und

7.5 bis 30 Gew.-% Glycerin und/oder Ethylenglykol .

Derzeit bevorzugte Dispersionen umfassen: 47.0 Gew.-% S1O2

32.8 Gew.-% Wasser

0.6 Gew.-% KOH

0.25-3 Gew.-% Alkylsiloxan, insbesondere Po- lydimethylsiloxan,

0-0.5 Gew.-% Ammoniak (32%-ige wässrige Lö- sung)

7.5 bis 30 Gew.-% Glycerin und/oder Ethylenglykol

oder

48.2 Gew.-% Si0 ₂

30.9 Gew.-% Wasser

0.5 Gew.-% KOH

0.25-3 Gew.-% Alkylsiloxan, insbesondere Po- lydimethylsiloxan,

0-0.5 Gew.-% Ammoniak (32%-ige wässrige Lö- sung)

7.5 bis 30 Gew.-% Glycerin und/oder Ethylenglykol . Das Polyol, insbesondere Glycerin bzw. Ethy- lenglykol, und KOH dienen zur Stabilisierung der S1O2- Teilchen in der Dispersion. Das Polyol dient ferner der Erniedrigung des Gefrierpunktes und der Erhöhung der Elastizität.

Ein SiC>2-Gehalt um 45 bis 50 Gew.-% hat sich als vorteilhaft herausgestellt, da bei einem solchen Gehalt eine ausreichende Menge KOH als Lösung zugemischt werden kann und trotzdem noch hochkonzentrierte intumes- zierende Schichten erhältlich sind. Konzentrationen bis 52 Gew.-% sind möglich, wobei ab ca. 49 bis 50 Gew.-% hohe Anforderungen an die Dispergiergeräte gestellt werden.

Ammoniak kann in der intumeszierende Schicht zur Verbesserung, beispielsweise der Eigenschaften, in absoluten Mengen (d.h. berechnet als NH3 100%) von ca.

0.1 bis max. ca. 2 Gew.-%, vorzugsweise max. ca. 0.8 bis 0.9 Gew.-% der Dispersion und/oder dem Härter zugesetzt werden, gegebenenfalls teilweise oder vollständig gebunden an das Polysiloxan.

In der Si02 ^_ Dispersion haben sich Mengen bis zu etwa 6 Gew.-% wässrige Ammoniaklösung (32 Gew.-%), insbesondere bis zu etwa 2.5 Gew.-% wässrige Ammoniaklösung (32 Gew.-%), und Mindestmengen von 0.1 Gew.-%, vorzugsweise 0.5 Gew.-% wässrige Ammoniaklösung (32 Gew.-%) als geeignet erwiesen.

Die Herstellung der Dispersion kann wie in WO 2009/155719 beschrieben erfolgen, deren Offenbarung hier in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist.

Das Verfahren zur Herstellung einer intumes- zierenden Beschichtungsmasse erfolgt, indem die Dispersion bzw. das Sol mit Kaliumhydroxid-Lösung versetzt und verfestigt wird. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, erfolgt die Verfestigung ohne Wasserentzug.

Bei der Herstellung einer erfindungsgemässen hybriden Folie wird die intumeszierene Beschichtungmasse mittels eines Beschichtungsverfahrens auf die Trägerfolie aufgebracht und anschliessend gehärtet. Die Härtung er- folgt üblicherweise in einem Ofen batchweise oder kontinuierlich. Die Ofentemperatur beträgt üblicherweise 60 bis 85°C, vorzugsweise 70 bis 80 °C. Die Härtung kann unter Wasserentzug erfolgen, z.B. indem die Härtung in „trockener" Luft oder „trockener" Inertgasatmosphäre erfolgt, was allerdings aus zwei Gründen nicht optimal ist: Der Wassergehalt wird vermindert, was im Brandfall zu schlechteren Resultaten führt und die Oberfläche härtet zu rasch aus, was zu Inhomogenitäten führen kann. Bevor- zugt ist deshalb Härtung in feuchter Atmosphäre, insbesondere in feuchtem Schutzgas oder nach Aufbringen einer Abdeckfolie, die nach der Härtung entfernt werden oder als Bestandteil der hybriden Folie auf der intumeszieren- den Schicht verbleiben kann.

Die Härtung kann in einem Schritt vollständig oder in einem zweistufigen Verfahren erfolgen mit zuerst einer Vorhärtung, bei der die intumeszierende Schicht nur soweit gehärtet wird, dass die für den Transport und die Handhabung erforderliche Stabilität erhalten wird, worauf in einem weiteren Schritt die eigentliche Härtung (auch als Endhärtung bezeichnet) erfolgt, bei der neben der Endfestigkeit auch Transparenz erhalten wird. Die Endhärtung kann sowohl an der Folie vollzogen werden, z.B. nach erfolgtem Transport in Rollenform, Abrollen und Zuschnitt zu planen Folien, oder aber nach Aufbringen der intumes- zierenden Schicht Zwischen Glasplatten. Die zweistufige Härtung ist insbesondere geeignet für Folien mit Modulen von 6.0 : 1 bis 4.0 : 1.

Das Molverhältnis von Siliziumdioxid zu Alka- li-Metalloxiden in der intumeszierende Schicht kann in

Abhängigkeit des Glyceringehalts und der gewünschten Flexibilität bzw. Elastizität im Bereich von 5.2 : 1 bis 2.0 : 1, bei tiefem Polyolgehalt von ca. 10 Gew.-% insbesondere 3.5 : 1 bis 2.5 : 1, eingestellt werden. , . _„ . ,

Durch

(i) die Variation des Verhältnisses von

Fällungskieselsäure und/oder pyrogener Kieselsäure zu

Kieselsol,

(ii) die Variation des Molverhältnisses von S1O2 zu Alkalimetalloxid, insbesondere K2O (auch als Modul bezeichnet)

(iii) den Gehalt an Polyol, insbesondere

Glycerin und

(iv) die Anwesenheit des gegebenenfalls gleichzeitig als innerer Primer wirkenden Entschäumers, des Siloxans,

lassen sich die Verarbeitungseigenschaften und die Endeigenschaften der intumeszierenden Schicht und der hybriden Folie insgesamt in weiten Bereichen steuern.

So wurde festgestellt, dass sich die Verarbeitungseigenschaften, wie die Topfzeit und die Viskosität durch Variation von (i) steuern lassen, die Viskosität zusätzlich durch (ii) , die Elastizität und das Verhalten im Brandfall durch (ii) und (iii) , wobei diese Variationen dank dem Vorhandensein des Siloxans (iv) ohne Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften möglich sind.

Weitere Verbesserungen lassen sich gegebenen- falls durch Zugabe von Ammoniak erzielen.

Reduktion der Glaskorrosion kann durch Beimischung von Oxiden mehrwertiger Kationen, die in alkalischem Medium nicht löslich sind, erreicht werden, falls die intumeszierende Schicht direkt in Kontakt mit Glas kommen sollte.

Der Entschäumer (iv) kann entweder der sili- ziumdioxid- bzw. silikathaltigen Zusammensetzung und/oder dem Härter vor dem Zusammenmischen der intumeszierenden

Beschichtung und oder den bereits gemischten Komponenten, der Hitzeschutzgiessmasse, beigegeben werden. Da die als Entschäumer geeigneten Siloxane oft auch als innerer Primer wirken, kann auf eine Vorbehandlung der Trägereiemen- ^ . , w. . , - . .

te, d.h. der Trägerfolie und/oder eines mittels der hybriden Folie beschichteten Glases, mit einem Primer verzichtet werden. Allerdings liegt es im Rahmen dieser Erfindung, zusätzlich zur Verwendung eines inneren Primers oder anstelle eines inneren Primers (z.B. wenn der Entschäumer keine oder schlechte innere Primer-Wirkung entfaltet) einen äusseren Primer zu verwenden. Eine solche

(äussere) Primerschicht wird im Rahmen der vorliegenden

Erfindung als Hilfsschicht bezeichnet.

Durch die gute Einstellbarkeit der Verarbeitungseigenschaften wie Viskosität und Topfzeit, kann die intumeszierende Schicht mittels verschiedener Beschich- tungsverfahren aufgebracht werden. Diese umfassen beispielsweise ein Tauchverfahren bei dem eine Folie einsei- tig mit einer konstanten Geschwindigkeit die Oberfläche einer giessfähigen Masse berührt, oder Rakelauftrag, bei dem die giessfähige Masse mittels Pumpen und Düsen einseitig auf eine Folie dosiert und durch einen nachfolgenden Rakel gleichmässig auf die vorgegebene Schichtdicke verteilt wird, oder Walzenauftrag, bei dem zwei sich

langsam gegeneinander drehende Walzen, von denen die eine mit giessfähiger Masse beaufschlagt wird, in einem vorab eingestellten Abstand zueinander stehen, derart, dass die Folie, die mit einer konstanten Geschwindigkeit durch den Spalt hindurch gezogen wird, beschichtet wird. Derzeit bevorzugt ist Auftrag mittels Schlitzdüse, bei der die

Schichtdicke durch den Abstand der Düse von der Folie

eingestellt werden kann.

Generell bevorzugte Beschichtungsverfahren sind sogenannte vordosierte Beschichtungsverfahren, insbesondere der Auftrag mittels Schlitzdüse. Für alle obengenannten Auftragsverfahren haben sich Viskositäten im

Bereich von 50 mPas bis 500 mPas als gut erwiesen und

solche Viskositäten lassen sich mit der erfindungsgemäs- sen Hitzeschutzgiessmasse gut erhalten.

Allen diesen Beschichtungsverfahren ist eine Vorhärtung und/oder Härtung bei höherer Temperatur in ei- nem Ofen, batchweise oder kontinuierlich, angeschlossen. Die Vorhärtung erfolgt beispielsweise bei Temperaturen von 60 bis 85°C, insbesondere 70 bis 80°C während ca. 1 bis 3 Stunden. Die anschliessende Härtung erfolgt im gleichen Temperaturbereich während ca. 4 bis 8 Stunden. Diese Werte gelten für Schichtdicken der intumeszierenden Schicht von ca. 0.5 bis 1.5 mm. Sowohl die Härtung als auch die Vorhärtung erfolgt in einem Ofen, wie beispielsweise einem Konvektionsofen, Infrarotofen oder Strah- lungsofen.

Ein Entgasen der intumeszierenden Beschich- tung vor dem Aufbringen ist bei den oben genannten Verfahren nicht notwendig. Die optische Qualität wird durch den Entschäumer auch ohne Entgasung erzielt.

Nach der Beschichtung wird die beschichtete

Folie bei erhöhter Temperatur in einem Ofen ausgehärtet. Die Härtung kann - wie bereits vorne erwähnt - unter Wasserentfernung, d.h. unter im wesentlich trockener Luftoder Inertgasatmosphäre erfolgen oder vorzugsweise unter Wassererhalt. Wassererhalt während der Härtung wird erzielt, indem die ümgebungsatmosphäre, beispielsweise Stickstoff, einen Wassergehalt aufweist, der mindestens dem Wassergehalt der auszuhärtenden Schicht entspricht.

Alternativ kann vor der Härtung bei erhöhter Temperatur eine Deckfolie aufgebracht werden. Diese Deckfolie kann im hybriden Folienverbund verbleiben oder aber nach der Härtung entfernt werden. Eine Deckfolie, die nur während der Härtung und gegebenenfalls als Transportschutz aufgebracht wird, kann - je nach den Eigenschaften der intumeszierenden Schicht und den Eigenschaften der

Deckfolie - haftungsvermindernd beschichtet, d.h. mit einer Release-Schicht versehen, z.B. silikonisiert sein. Vorzugsweise wird die Deckfolie im Randbereich gegen die Trägerfolie abgedichtet. Dies kann erfolgen, indem die Trägerfolie im Randbereich nicht mit Hitzeschutzgiessmas- se beschichtet wird, so dass die Folie in diesem Bereich heissversiegelt , verschweisst oder nach Auftrag eines vorzugsweise wieder lösbares Dichtungsmittel, z.B. ein Hotmelt-Kleber, verklebt werden kann. Dieser Auftrag von Dichtungsmittel im Randbereich erfolgt vorzugsweise direkt vor dem Aufbringen der Deckfolie und in etwa der gleichen Dicke wie die Hitzeschutzgiessmasse um ein gutes, gleichmässiges Anliegen der Deckfolie an der intumeszierenden Schicht zu gewährleisten. Eine Deckfolie, die nicht im Verbund verbleiben soll, kann transparent, opak oder lichtdicht sein.

Die Trägerfolie ist - für Verwendung im Hitzeschutz - hitzebeständig. Sie kann aus Kunststoff oder Metall sein. Vorzugsweise erhöht sie zudem die mechanische Stabilität der Hitzeschutzelemente. Für die Verwendung in Hitzeschutzglas ist eine geeignete Folie licht- durchlässig und vorzugsweise transparent. Eine bereits in Hitzeschutzgläsern eingesetzte Folie, welche die für Hitzeschutzgläser erforderlichen Eigenschaften aufweist und gleichzeitig die mechanischen Eigenschaften, beispielsweise die Bruchsicherheit, aber auch die Schalldämmung erhöht, ist eine Polyvinylbutyral-Folie . Andere Trägerfolien, die eingesetzt werden können, vorzugsweise aber nicht im Glasverbund verbleiben, sind beispielsweise Po- lyethylenterephthalat (PET), Polyvinylchlorid (PVC) , Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyurethan (PUR).

Für Folien, die aufgerollt geliefert werden sollen, ist entweder eine Deckfolie vorteilhaft oder aber eine Trägerfolie, deren zwei Seiten unterschiedliche Haftungseigenschaften gegenüber der intumeszierenden Schicht aufweisen, so dass die Folie ohne Abbruch der intumeszie- renden Schicht abgerollt werden kann.

Die hybriden Folien eignen sich sehr gut zur Herstellung von Hitzeschutzverglasungen . In diesem Fall wird die hybride Folie, gegebenenfalls unter Entfernen der Trägerfolie und/oder der Deckfolie zwischen zwei Glasplatten gegeben und mit diesen verbunden. Als Glasplatten kann beispielsweise auch ganz oder teilweise, thermisch oder chemisch vorgespanntes Glas zum Einsatz kommen .

Bei der Herstellung von Hitzeschutzglas wird die aufgerollte, vorgehärtete oder gehärtete hybride Fo- lie in eine Abrollvorrichtung gespannt und diese Abrollvorrichtung anschliessend so in eine erste Kaschiereinheit eingespannt, dass die Trägerfolie nach unten, die intumeszierende Schicht nach oben zu liegen kommt. Dann wird eine Glasplatte auf die intumeszierende Schicht ge- legt und mit dieser, vorzugsweise durch Anpressen, verbunden. Anschliessend wird die hybride Folie am Anfang - und sofern noch überstehend auch am Ende - des Glaselements abgeschnitten.

Die mit der hybriden Folie verbundene Glas- platte wird von der ersten Kaschiereinheit entfernen und mit der Glasseite nach unten auf eine zweite Kaschiereinheit gegeben. Die Trägerfolie kann abgezogen werden oder auch auf der intumeszierenden Schicht verbleiben, je nach den gewünschten Eigenschaften und der Folienbeschaffen- heit . Dann wird eine zweite Glasplatte oder eine ebenfalls mit einer intumeszierenden Schicht versehene Glasplatte (gegebenenfalls mit abgezogener Folie) auf die intumeszierende Schicht aufgelegt. Die obere Glasplatte wird mit der unteren, mit einer intumeszierenden Schicht versehenen Glasplatte, insbesondere durch Anpressen, verbunden .

Bei einer Folie mit Aufbau Trägerfolie- intumeszierende Schicht-Deckfolie kann die Deckfolie - wie bereits oben erwähnt - abgezogen werden oder im Ver- bund verbleiben. Wird die Deckfolie im Glasverbund belassen, so hat sie vorzugsweise die gleichen Eigenschaften wie die Trägerfolie.

Die Herstellung eines Glasverbunds mit einer solchen Folie kann analog dem obigen Vorgehen zweistufig erfolgen, wobei die Ausrichtung der Folie, d.h. ob zuerst die Deckfolie oder die Trägerfolie mit einer Glasscheibe verbunden wird, keine Rolle spielt. Die Herstellung eines Glasverbundes kann aber auch direkt erfolgen, d.h. durch Auflegen der hybriden Folie, z.B. trägerfolienseitig, auf eine erste Glasplatte gefolgt vom Aufbringen einer zweiten Glasplatte auf die andere Seite der hybriden Folie, z.B. deckfolienseitig, und Anpressen nach jedem Schritt oder nur nach dem Aufbringen der zweiten Glasplatte.

Eine zweiseitig mit Folie bedeckte intumes- zierende Schicht hat den Vorteil, dass der alkalische Glasangriff der intumeszierenden Schicht auf die Glas- Scheiben, je nach Durchlässigkeit der Folien, verhindert oder zumindest vermindert wird.

Je nach Folie kann es sinnvoll sein, den Glasverbund nach dem Einbetten der Folie zwischen zwei Glasscheiben unter Vakuum zu erwärmen (üblicherweise auf 60 bis 85°C, insbesondere 70 bis 80°C) . Damit wird besseres anschliessen der Folie an das Glas erzielt. Da aber möglichst Wassererhalt und homogene Wasserverteilung in der intumeszierenden Schicht gewünscht ist, wird dieser Verfahrensschritt - falls überhaupt - primär auf Glasver- bunde angewendet, die hergestellt sind mit hybriden Folien, die mit Deckfolie versehenen und abgedichtet sind und bei denen diese Folien im Glasverbund verbleiben. Bei anderen Glasverbunden muss vorab abgeklärt werden, wie stark diese bereits abgedichtet werden können, bzw. wel- ches Vakuum wie lange angelegt werden darf, damit die in- tumeszierende Schicht nicht beeinträchtigt wird. Bei Glasverbunden mit vollständig randversiegelten Folien ist eine Temperatur im obengenannten Bereich und ein Vakuum von 50 bis 150 mbar, insbesondere 50 bis 75 mbar geeig- net . Ein Evakuierungsschritt bringt nicht bei allen Folien einen Vorteil, eignet sich aber gut für Polyvinylbu- tyral-Folien .

Bei nur vorgehärteten Folien wird er Glasverbund anschliessend, insbesondere nach Anbringen einer randseitigen Dichtung, bei 60 bis 85°C, insbesondere bei 70 bis 80 °C, während 4 bis 6 Stunden gehärtet. Liegt die vorgehärtete oder gehärtete hybride Folie bereits als „fixed sizes" d.h. in festgelegter Grösse, vor, so wird das obige Verfahren analog angewendet. Eine Trägerfolie mit der intumeszierenden Schicht nach oben, wird auf die Kaschiereinheit aufgebracht. Dann wird eine Glasplatte auf die intumeszierende Schicht gelegt und mit dieser, vorzugsweise durch Anpressen, verbunden. Die mit der hybriden Folie verbundene Glasplatte wird von der ersten Kaschiereinheit entfernen und mit der Glasseite nach unten auf eine zweite Kaschiereinheit gegeben. Die Trägerfolie kann abgezogen werden oder auch auf der intumeszierenden Schicht verbleiben, je nach den gewünschten Eigenschaften und der Folienbeschaffenheit. Dann wird eine zweite Glasplatte oder eine ebenfalls mit einer intumeszierenden Schicht versehene Glasplatte (gegebenenfalls mit abgezogener Folie) auf die intumeszierende Schicht aufgelegt. Die obere Glasplatte wird mit der unteren, mit einer intumeszierenden Schicht versehenen Glasplatte, insbesondere durch Anpressen, verbunden.

Der oben beschriebene Kaschiervorgang kann je nach gewünschter Dicke der Scheibe bzw. der intumeszierenden Schicht wiederholt werden. Nach Erreichen der gewünschten Dicke werden offene Ränder der Glasscheibe mittels Klebeband oder polymerem Dichtungsmittel versiegelt.

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht somit das Herstellen von Hitzeschutzelementen in Form hybrider Folien, welche in Platten oder Rollenform hergestellt, als solche transportiert und/oder gelagert und beispielsweise im Glaswerk auf eine Glasscheibe aufge- klebt werden können. Der Verbund wird anschliessend durch das Aufbringen mindestens einer abschliessenden Glasscheibe abgeschlossen. Der Glasverbund kann mehr als eine hybride Folie bzw, zumindest deren intumeszierende

Schicht pro Glasscheibe umfassen sowie auch mehrere durch mindestens eine hybride Folie getrennte Glasscheiben . Insbesondere zur Erreichung von höheren Hitzewiderstandswerten sind Hitzeschutzelemente aus mehreren jeweils zwischen zwei Trägerelementen angeordnete intu- meszierende Schichten bevorzugt, wobei die Trägerelemente Folien oder Glasscheiben sein können.

Die hybriden Folien können - falls ihr Format nicht dem Glasformat entspricht - vor dem Aufbringen auf die Glasscheibe oder nach dem Aufbringen auf die Glasscheibe oder im fertigen Glasverbund auf die gewünschte Grösse geschnitten werden. Auch im Rahmen der Erfindung liegt es, grosse Glasverbunde herzustellen, die anschliessend auf das gewünschte Mass zugeschnitten werden. Aus dem fertige Glasverbund entsteht dann durch Abdichten der Kanten ein als Hitzeschutzelement geeignetes Verbund- glas.

Dieses Abdichten kann beispielsweise mittels einer Butyl- und Silikonmasse, Polysulfit, Hotmelt oder einem schnell härtenden Kautschukpolymer erfolgen.

Die hybriden Folien sind - geeignete Träger- folien vorausgesetzt - von hoher optischer Qualität und Durchlässigkeit. Sie weisen gute Alterungsbeständigkeit und Hitzeschutzeigenschaften auf. Die hybriden Folien können flexibel gestaltet sein, so dass sie zumindest nach Erwärmung auf 40 bis 60 °C wieder fehlerlos abrollbar sind.

Die hybriden Folien eignen sich sehr gut dazu ein oder mehrschichtig auf eine Glasplatte, beispielsweise ein Floatglasplateau oder auch eine vorgespannte Glasplatte aufkaschiert und danach, gegebenenfalls nach Ent- fernen der Trägerfolie, durch eine weitere Glasplatte abgedeckt zu werden. Dieser Vorgang kann auch mehrmals wiederholt werden, um ein dickeres Sandwichsystem herzustellen.

Hybride Folien, die beidseitig mit einer Kunststofffolie oder ablösbarem silikonisiertem Papier versehen und im Randbereich verschlossen sind, können gut und - da aufrollbar - platzsparend für spätere Verwendung gelagert werden.

Obschon die Herstellung von Folien eine bevorzugte Anwendung ist, lassen sich mit der entsprechend viskos eingestellten Dispersion nach dem oben beschriebenen Beschichtungsverfahren auch direkt Glasplatten herstellen, die bereits auf Format gebracht worden sind oder als Verbund auf die gewünschte Grösse zugeschnitten werden .

Wege zur Ausführung der Erfindung

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung.

Beispiel 1 :

Herstellung einer 'transparenten Hitzeschutz- folie ausgehend von verschiedenen Arten von S1O2

1. Betriebsmittel :

S102-Dispersion:

10 1 Reaktor, bestückt mit einem Ankerrührer, einer Heiz und Kühleinheit, einem Glasdurchlaufkühler mit einem 2 1 Rundkolben als Auffanggefäß und einer Vakuumpumpe .

Vakuumpumpe auf Druckluftbasis mit einem Ven- turisystem. Eine solche Pumpe ist geeignet ein - bezogen auf die Luftmenge - sehr großes und ein sehr hohes Vaku- umniveau von etwa 70 mbar zu erzielen.

Ultra Turrax Rührer als Dispergator, der nach einem Rotor/Strator-Prinzip arbeitet.

KOH:

5 1 Rührbehälter 2. Einsatrmaterial :

S102~Dlspexslon aus fester Kieselsäure beste- hend aus

4,7 kg S1O2 (fest)

3,23 kg Wasser demineralisiert, Leitwert < 10.

0,05 kg wässrige Emulsion eines Polydimetyl- siloxan (50 Gew.-% Polydimethylsiloxan)

1,96 kg Glycerin > 99,9 % reinst

0,06 kg KOH >99, 9 % reinst

Sowohl als Fällungskieselsäure wie auch als pyrogene Kieselsäure wurde ein S1O2 mit einem BET 50 m^/g und einer Primärteilchengröße von 55 nm eingesetzt.

Kieselsol

9,35 kg Kieselsol mit BET 50 m2/g und einer Primärteilchengröße von 55 nm als 50 %ige wässrige Dispersion, eingestellt mit KOH auf pH 9 bis 11

0,59 kg Wasser demineralisiert, Leitwert < 10 μΞ

0,05 kg wässrige Emulsion eines Polydimetyl- siloxan (50 Gew.-% Polydimethylsiloxan)

1.96 kg Glycerin > 99,9 % reinst

Bei der Herstellung werden aus der oben angegebenen Mischung 1.96 kg Wasser abdestilliert.

Kalilauge bestehend aus :

2,69 kg KOH > 99,9 % reinst

2,69 kg Wasser demineralisiert, Leitwert < 10

3. Herstellung der Ausgangsmaterialien

3.1Herstellung der Si02-Dispersion aus festem

S102

In einem 10 1 Behälter wurden vorgelegt : 3,23 kg Wasser demineralisiert Leitwert < 10 μΞ

0,05 kg wässrige Emulsion eines Polydimetyl- siloxan (50 Gew.-% Polydimethylsiloxan)

1,96 kg Glycerin > 99,9 % reinst

0,06 kg KOH >99, 9 % reinst

Mit einem Rührer wurde diese Lösung etwa 5 min bis zur Homogenität gerührt.

Unter dispergieren mit einem ültraturrax Rührer wurde 4.7 kg Kieselsäurepulver langsam zur Lösung zugegeben. Die Dispergierung wurde so lange fortgesetzt, bis eine homogenen Dispersion entstanden war. 3.2Herstellung des mit Additiven -versetzten

Kieselsols

In einem 10 1 Reaktor werden vorgelegt :

9,35 kg Kieselsol BET 50 m2/g und eine Primärteilchengröße von 55 nm, 50 % Si02 in Wasser; einge- stellt mit KOH auf pH 9 bis 11

0,59 kg Wasser demineralisiert, Leitwert < 10

0,05 kg wässrige Emulsion eines Polydimetyl- siloxan (50 Gew.-% Polydimethylsiloxan)

1.96 kg Glycerin > 99,9 % reinst.

Mit einem Rührer wurde das Sol etwa 5 min bis zur Homogenität gerührt und anschliessend unter weiterem Rühren mit dem Heizmodul auf etwa 50 - 60 °C aufgeheizt. Diese Temperatur wurde gehalten, das Sol unter Vakuum zum Sieden gebracht und 1.96 kg Wasser abgedampft. Anschliessend wurde die Mischung ohne Vakuum auf 20 °C herunterkühlen.

3.3Herstellung der Kalilauge

In einem 5 1 Rührbehälter wurden vorgelegt 2,69 kg KOH > 99,9 % reinst 2,692 kg Wasser demineralisiert, Leitwert <

10 μ5

Unter Rühren wurde das KOH bis zur vollstän- digen Auflösung aufgerührt.

4. Herstellen der Hitzeschutzgießmasse

Es wurden folgende SiC^-Dispersionen hergestellt mit folgender Si02-Zusammensetzung bzw. Menge be- zogen auf die oben angegebenen Mengen:

(a) 100% pyrogenen Kieselsäure gemäss 3.1

(b) 100% Fällungskieselsäure gemäss 3.1

(c) 50% pyrogene Kieselsäure und 50% Fällungskieselsäure gemäss 3.1

(d) 100% Kieselsol gemäss 3.2

(e) 50% Kieselsol gemäss 3.2 und 50% pyrogene Kieselsäure gemäss 3.1

(f) 50% Kieselsol gemäss 3.2 und 50% Fällungskieselsäure gemäss 3.1

Durch Härten der oben angegebenen S1O2-

Quellen (a) bis (f) mit der oben unter 3.3 angegebenen Menge KOH-Lösung wurde eine intumeszierende Schicht mit einem Modul S1O2 : K2O von 3.2 : 1 erhalten.

Je eine der Dispersionen/Sole (a) bis (f) wurde vorgelegt und mit Kalilauge gemäss 3.3 versetzt.

Der Rührer wurde eingeschaltet und es wurde gerührt, bis die Mischung homogen war. Unter Rühren wurde mit dem Heizmodul auf etwa 50 - 55 °C aufgeheizt. Bei Erreichen von 50 °C wurde die Mischung während 45 min unter Rühren auf einer Temperatur von 50 - 55 °C gehalten, bis die

Masse langsam zähflüssiger wurde. Dann wurde die Vakuumpumpe angeschaltet und ein Vakuum von 50 - 90 mbar erzeugt. Die Mischung wurde unter Vakuum und Rühren auf 20 °C gekühlt. Nach 90 min unter Vakuum war das Material fertig und konnte als Beschichtung auf eine Folie oder ein Silikonpapier aufgetragen werden. Die Eigenschaften solcher Hitzeschutzgiess massen, hergestellt nach Beispiel 1, Punkt 4 sind in T belle 1 dargestellt:

Tabelle 1:

5. Herstellung einer hybriden Folie durch Be- schichten der Folie mit einer Brandschutgiesszmasse unter Verwendung einer Schlitzdüse und anschliessender Härtung zur Erzeugung einer intumeszierenden Schicht

Die Hitzeschutzgießmasse wurde in den Vor- ratsbehälter der Auftragsdüse gefüllt. Die zu beschichtende PET Folie wurde unter Beachtung der Bahnführung Ab- rolleinrichtung-> Beschichtungstisch-> Trockenofen -> . Aufrolleinrichtung eingespannt.

Die Einstellung der Beschichtungsdicke er- folgte durch Einstellen des Spalts zwischen Folie und Auftragsdüse auf 1 mm Spaltabstand. Die Einstellung erfolgte mit einer Fühlerlehre an der rechten und linken Aussenseite der Folie.

Das Dosierpumpenvolumen wurde in Abhängigkeit der Bahngeschwindigkeit eingestellt. Die Bahngeschwindig- keit wurde auf 0,1 m/s eingestellt, da bei zu hoher Geschwindigkeit Beschichtungsfehler in Form von dünnerem Auftrag oder Abrissen des Nassfilms festgestellt wurden.

Der Beschichtungsvorgang wurde durch Starten der Aufrolleinrichtung und der Dosierpumpe eingeleitet.

Die Härtung der Schicht erfolgte im Trockenkanal mit feuchtem Schutzgas (Stickstoff) unter Fluten bei geringem Überdruck von etwa 10 Pa . Die Temperatur be trug 80 °C.

Am Austritt des Trockenkanals wurde die hybride Folie auf Transparenz geprüft.

6. Eigenschaf en

Bei visueller Beurteilung im Lichtmikroskop waren alle Schichten transparent und blasenfrei.

Beispiel 2 :

Herstellung einer transparenten geschlossenen Hitzeschutzfolie

Die Hitzeschutzgiessmasse wurde wie in Beispiel 1 Kap. 1 bis 4 beschrieben hergestellt Die Hitzeschutzgießmasse wurde in den Vorratsbehälter der Auftragsdüse gefüllt. Die zu beschichtende PET Folie wurde unter Beachtung der Bahnführung Abrolleinrichtung -> Beschichtungstisch -> Kaschierwalze -> Trockenofen -> Aufrolleinrichtung eingespannt und die Deckfolie wurde unter Beachtung der Bahnführung Abrolleinrichtung -> Kaschierwalze -> Trockenofen -> Aufrolleinrichtung eingespannt.

Zum Aufbringen einer Randversiegelung wurde ein Hotmelt-Dosierer verwendet, der den Hotmelt direkt vor dem Aufbringen der Deckfolie auf den nicht mit intu- meszierender Schicht beschichteten Rand der Trägerfolie aufbringt. Die Einstellung der Hotmelt-Dosierers erfolgte analog der Einstellung der Beschichtungsdicke (siehe unten) .

Die Einstellung der Beschichtungsdicke erfolgte durch Einstellen des Spalts zwischen Folie und Auftragsdüse auf 1 mm Spaltabstand. Die Einstellung erfolgte mit einer Fühlerlehre an der rechten und linken Aussenseite der Folie.

Das Dosierpumpenvolumen wurde in Abhängigkeit der Bahngeschwindigkeit eingestellt. Die Bahngeschwindig- keit wurde auf 0,1 m/s eingestellt, da bei zu hoher Geschwindigkeit Beschichtungsfehler in Form von dünnerem Auftrag oder Abrissen des Nassfilms festgestellt wurden.

Der Beschichtungsvorgang wurde durch Starten der Aufrolleinrichtung und der Dosierpumpe eingeleitet.

Die Härtung der intumeszierenden Schicht erfolgte im Trockenkanal mit Schutzgas (Stickstoff) unter Fluten bei geringem Überdruck von etwa 10 Pa, obschon Schutzatmosphäre bei dieser Ausführungsform nicht notwendig ist. Die Temperatur betrug 80 °C.

Am Austritt des Trockenkanals wurde die hybride Folie auf Transparenz und Dichtheit der Ränder geprüft .

Beispiel 3:

Herstellung von hitzebeständigen Glasscheiben unter Verwendung einer hybriden Folie

Die aufgerollte, hybride Folie wurde in eine Abrollvorrichtung gespannt und diese Abrollvorrichtung anschliessend so in eine Kaschiereinheit eingespannt, dass die Folie nach unten, die intumeszierende Schicht nach oben zu liegen kam. Dann wurde eine gereinigte Glasplatte flach auf die intumeszierende Schicht gelegt und die Glasplatte mit einer Kaschierwalze an die intumeszierende Schicht angepresst. Anschliessend wurde die Folie am Anfang und am Ende des Glaselements abgeschnitten. Die mit der hybriden Folie verbundene Glasplatte wurde entfernen und mit der Glasseite nach unten auf einer anderen Kaschiereinheit flach positionieren. Die PET Folie wurde abgezogen und eine saubere oder eben- falls mit einer intumeszierenden Schicht versehene Glasplatte (mit gegebenenfalls abgezogener PET Folie) auf die intumeszierende Schicht aufgelegt. Die obere Glasplatte wurde mit der Kaschierwalze an das untere mit Hitze- schutzmaterial beschichtetes Glaselement angepresst.

Der oben beschriebene Kaschiervorgang kann je nach gewünschter Dicke der Scheibe bzw. der intumeszierenden Schicht wiederholt werden. Nach Erreichen der gewünschten Dicke wurden offene Ränder der Glasscheibe mittels Klebeband oder polymerem Dichtungsmittel versiegelt.

Beispiel :

Beeinflussung der Eigenscha ten durch Änderung des Moduls von giessfähigen Hitzeschutzmasse bzw. intumeszierenden Schichten ohne Glyceringehalt

Eingesetzt wurde eine Kieselsäuredispersion deren SiC>2 zu 50 Gew.-% aus Kieselsol und zu 50 Gew.-% aus Fällungskieselsäure stammte, hergestellt gemäss Bsp 1 Kap. 4 (f) , wobei aber die Glycerinmenge durch Wasser ersetzt wurde, und Kalilauge in einer Menge, die dem je weiligen Modul von SiG^: K2O entspricht.

Die Resultate sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Tabelle 2:

Möglich sind S1O2 : i^O-Module von Si0 ₂ 2 1 K2O bis hin zu S1O2 5,2 : 1 K2O. Besonders bevorzugt für Folien sind aber - bei Glyceringehalt von 10 Gew.- die Module von SiC>2 2,5 : 1 K ₂ 0 bis Si0 ₂ 3,5 : 1 Κ ₂ 0.

Beispiel 5:

Beeinflussung der Eigenschaften durch den Glyceringehalt

Eingesetzt wurde eine Kieselsäuredispersion/ein Kieselsol, das gemäss Beispiel 1 Kap. 4 (f) wob höhere und tiefere Glyceringehalte durch weniger bzw. mehr Wasser ausgeglichen wurden, und Kalilauge 50 Gew.- in Wasser in einer Menge, die dem Modul von S1O2 4.5 : K ₂ 0 entspricht.

Die Resultate sind in Tabelle 3 zusammenge stellt. Tabelle 3:

Durch Zugabe von Glycerin ist es möglich die höheren Module ab SiC>2 4 : 1 K2O auch sehr weich und flexibel zu bekommen, damit man diese Folien ebenfalls aufrollen kann. Zudem wird die Frostempfindlichkeit der Folie reduziert.

Beispiel 6 :

Eigenschaften erfindungsgemäss hergestellter Glasverbunde im Brandversuch

Tabelle 4 zeigt die Resultate von Brandversuchen, welche entsprechend den Normen EN 1363/1364 durchgeführt worden sind. Tabelle 4:

1) Anstelle von ESG kann auch nicht vorgespanntes Floatglas oder VSG Glas verwendet werden, je nach den statischen Anforderungen.

2) Die Foliendicke bezeichnet die Dicke der intumeszierenden Schicht im Glasverbund, d.h. nach dem Abziehen der verwendeten Trägerfolie von 500 μπι.

3) Die Strahlungswerte sind stark abhängig von der Bauteilgröße und Rahmen- / Wandmaterial.

In den Abmessungen 0,5 m x 0,5 m sind aufgrund der geringen Glasgröße nur Vergleiche innerhalb der gleichen Grösse möglich, nicht aber signifikante Aussagen unter Einschluss anderer Grössen.

In allen Brandversuchen war der Rahmen aus Eichenholz

Die Brandklassen wurden bestimmt nach EN 1363/1364

Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese Beschränkt ist und in auch anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann .