Связующая композиция для минеральной ваты, включающая сахарид, органическую поликарбоновую кислоту и реакционноспособное кремнийорганическое соединение и полученные из нее изоляционные изделия

Изобретение относится к связующим композициям для изоляционных изделий на основе минеральной ваты. Предложена связующая композиция на основе минерального войлока или стекловолокна, которая включает по меньшей мере один сахарид, по меньшей мере одну органическую поликарбоновую кислоту, включающую от 2 до 4 функциональных карбоксильных групп и имеющую молекулярную массу менее или равную 1000, и по меньшей мере один полиорганосилоксан, содержащий по меньшей мере одну функциональную группу, способную реагировать с по меньшей мере одним из составляющих связующей композиции. Предложены также звуко- и/или теплоизоляционное изделие и покрытие из минеральных волокон, проклеенные с использованием предложенной композиции и способ получения указанного звуко- и/или теплоизоляционного изделия. Технический результат - заявленная связующая композиция не содержит формальдегида и придает изоляционным изделиям пониженную способность абсорбировать воду. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 2 табл., 8 пр.

 

Настоящее изобретение относится к области тепло- и/или звукоизоляционных изделий на основе минеральной ваты, в частности стекловаты или минерального войлока, и не содержащего формальдегида органического связующего материала.

Настоящее изобретение, в частности, относится к связующей композиции, способной к сшивке с образованием указанного органического связующего материала, который включает по меньшей мере один сахарид, по меньшей мере одну органическую поликарбоновую кислоту, имеющую молекулярную массу, составляющую менее чем 1000, и по меньшей мере одно реакционно-способное кремнийорганическое соединение, к способу приготовления указанной связующей композиции и к изоляционным изделиям, которые производят из нее.

Производство изоляционных изделий на основе минеральной ваты, как правило, включает стадию производства самой ваты, которое можно осуществлять различными способами, например согласно известной методике волокнообразования внутренним или внешним центрифугированием. Центрифугирование заключается во введении расплавленного минерального материала (стекла или камня) в устройство для центрифугирования, включающее множество малых отверстий, в котором материал движется к периферийной стенке устройства под действием центробежной силы и выходит из него в виде волокон. На выходе из устройства для центрифугирования волокна вытягивает и движет вперед приемное устройство с помощью потока газа, имеющего высокую температуру и высокую скорость, чтобы образовать сетку из волокон (или минеральную вату).

Чтобы скрепить вместе множество волокон и сделать возможным придание сетке сцепления, связующая композиция, включающая термореактивный полимер, поступает на волокна на пути между выходом из устройства для центрифугирования и приемным устройством. Сетку из волокон, покрытых связующим материалом, подвергают термической обработке при температуре, обычно составляющей более чем 100°C, чтобы осуществить поликонденсацию полимера и, таким образом, получить тепло- и/или звукоизоляционное изделие, имеющее определенные свойства, в частности устойчивость размеров, прочность на растяжение, восстановление толщины после сжатия и однородный цвет.

Связующая композиция, которую вводят в минеральную вату, как правило, поступает в виде водного раствора, включающего термореактивный полимер и добавки, в том числе катализатор для сшивки полимера, усиливающий адгезию силан, связывающее пыль минеральное масло и т.п. Связующую композицию обычно наносят на волокна путем распыления.

Свойства связующей композиции в значительной степени зависят от характеристик полимера. С точки зрения применения связующей композиции необходимо проявлять хорошую способность к распылению и способность к осаждению на поверхности волокон, чтобы эффективно связывать их.

Полимер должен сохранять устойчивость в течение заданного периода времени перед использованием для приготовления связующей композиции, причем композицию обычно готовят во время использования смешиванием полимера и перечисленных выше добавок.

С точки зрения законодательства полимер должен быть признан незагрязняющим, другими словами, он должен включать и для этого образовывать во время стадии связывания или впоследствии в минимально возможном количестве соединения, которые могут быть вредными для здоровья человека или для окружающей среды.

Термореактивные полимеры, которые используют наиболее часто, представляют собой фенолоальдегидные полимеры, принадлежащие к семейству резолов. Помимо их хорошей сшиваемости в указанных выше условиях термообработки эти полимеры растворимы в воде, имеют высокое сродство к минеральным волокнам, в частности стекловолокну, и являются относительно недорогими.

Эти резолы получают конденсацией фенола и формальдегида в присутствии основного катализатора при молекулярном соотношении формальдегида и фенола, составляющем более чем 1, таким образом, чтобы ускорить реакцию между фенолом и формальдегидом и уменьшить уровень остаточного фенола в полимере.

Реакцию конденсации между фенолом и формальдегидом проводят при ограничении степени конденсации мономеров, чтобы предотвратить образование длинных, относительно водонерастворимых цепей, которые сокращают растворимость. Соответственно, полимер включает в определенной пропорции непрореагировавший мономер, в частности формальдегид, присутствие которого нежелательно вследствие его известных вредных эффектов.

По этой причине полимеры на основе резола обычно обрабатывают мочевиной, которая реагирует со свободным формальдегидом, связывая его в виде нелетучих мочевиноформальдегидных конденсатов. Кроме того, присутствие мочевины в полимере приносит определенное экономическое преимущество в результате своей низкой стоимости, потому что ее можно вводить в относительно большом количестве, не влияя на технологические качества полимера, в частности без ущерба для механических свойств конечного продукта, что значительно уменьшает полную стоимость полимера.

Тем не менее, согласно наблюдениям в температурных условиях, в которых обрабатывают сетку, чтобы получить сшитый полимер, мочевиноформальдегидные конденсаты являются неустойчивыми; они разлагаются с восстановлением формальдегида и мочевины, которая, в свою очередь, по меньшей мере, частично разлагается с образованием аммиака, и они выделяются в атмосферу завода.

Положения о защите окружающей среды, которые становятся все более строгими, заставляют производителей изоляционных изделий искать растворы, которые позволяют дополнительно снижать уровни нежелательных выбросов, в частности формальдегида.

Известные решения, в которых резолы заменяют в связующих композициях, основаны на использовании полимера карбоновой кислоты, в частности полимера акриловой кислоты.

В патентной заявке США № 5340868 связующий материал включает поликарбоксильный полимер, β-гидроксиамид и, по меньшей мере, содержащую три функциональные группы мономерную карбоновую кислоту.

Предложены связующие композиции, включающие поликарбоксильный полимер, полиол и катализатор, причем данный катализатор представляет собой фосфорсодержащий катализатор (патенты США №№ 5318990, 5661213, 6331350, патентную заявку США № 2003/0008978), фторборат (патент США № 5977232) или, в качестве альтернативы, цианамид, дицианамид или цианогуанидин (патент США № 5932689).

Также имеется описание связующих композиций, включающих алканоламин, включающий по меньшей мере две гидроксильные группы и поликарбоксильный полимер (патенты США №№ 6071994, 6099773, 6146746) в сочетании с сополимером (патент США № 6299936).

В патентной заявке США № 2002/0091185 поликарбоксильный полимер и полиол используют в таких количествах, что соотношение числа эквивалентов групп OH и числа эквивалентов групп COOH составляет от 0,6/1 до 0,8/1.

В патентной заявке США № 2002/0188055 связующая композиция включает поликарбоксильный полимер, полиол и катионное, амфотерное или неионное поверхностно-активное вещество.

В патентной заявке США № 2004/0002567 связующая композиция включает поликарбоксильный полимер, полиол и сшивающий агент типа силана.

В патентной заявке США № 2005/0215153 приведено описание связующего материала, полученного из предшественника связующего материала, включающего полимер карбоновой кислоты и полиола, и из декстрина в качестве вспомогательного связующего материала.

Кроме того, известна связующая композиция на основе термосшиваемых полисахаридов, которую можно использовать в качестве связующего материала для минеральной ваты (патент США № 5895804). Композиция включает поликарбоксильный полимер, содержащий по меньшей мере две карбоксильные функциональные группы и имеющий молекулярную массу, по меньшей мере, равную 1000, и полисахарид, имеющий молекулярную массу, по меньшей мере, равную 10000.

Изоляционные изделия на основе минеральной ваты, скрепленные связующим материалом, должны также удовлетворять стандартам, которые, в частности, определяют хорошую стойкость к старению, в частности во влажной окружающей среде. Таким образом, важно, чтобы способность изоляционных изделий абсорбировать воду была минимально возможной.

Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить связующую композицию для изоляционных изделий на основе минеральной ваты, которая не содержит формальдегида и которая придает изоляционным изделиям пониженную способность абсорбировать воду.

Для достижения данной цели настоящее изобретение предлагает связующую композицию для изоляционных изделий на основе минеральной ваты, в частности стекловаты или минерального войлока, которая включает:

- по меньшей мере один сахарид,

- по меньшей мере одну органическую поликарбоновую кислоту, молекулярная масса которой составляет менее чем или равна 1000,

- и по меньшей мере одно реакционно-способное кремнийорганическое соединение.

Сахарид может представлять собой моносахарид, полисахарид или смесь данных соединений.

Моносахарид выбран из моносахаридов, включающих от 3 до 8 атомов углерода, предпочтительно альдоз и преимущественно альдоз, содержащих от 5 до 7 атомов углерода. Альдозы, которые являются особенно предпочтительными, представляют собой природные альдозы (принадлежащие к ряду D), в частности гексозы, в том числе глюкоза, манноза и галактоза.

Полисахарид согласно настоящему изобретению выбран из полисахаридов, имеющих среднемассовую молекулярную массу, составляющую менее чем 100000, предпочтительно менее чем 50000, преимущественно менее чем 10000 и наиболее предпочтительно более чем 180.

Преимущественно полисахарид имеет индекс полидисперсности (PI), определяемый как соотношение среднемассовой молекулярной массы и среднечисленной молекулярной массы, который составляет менее чем или равен 10.

Предпочтительно полисахарид включает по меньшей мере один вид звеньев, выбранный из перечисленных выше альдоз, преимущественно звено глюкозу. Особенно предпочтительными являются полисахариды, которые преимущественно (более чем на 50 мас.%) состоят из звеньев глюкозы.

Согласно предпочтительному варианту осуществления в настоящем изобретении используют смесь моносахарида (моносахаридов) и/или полисахарида (полисахаридов), полученных, в частности, из растений, в частности декстрина или мелассы.

Декстрины представляют собой соединения, соответствующие общей формуле (C6H10O5)n, получаемые при частичном гидролизе крахмала. Известны способы получения декстринов. Например, декстрины можно получать нагреванием или сушкой досуха крахмала, как правило, в присутствии кислотного катализатора, в результате чего молекулы амилозы и амилопектина, составляющие крахмал, разлагаются с образованием продуктов, имеющих меньшую молекулярную массу. Декстрины можно также получать ферментативной обработкой крахмала, используя одну или более амилаз, в частности микробные амилазы, способные гидролизовать связи крахмала. Природа обработки (химическая или ферментативная) и условия гидролиза оказывают непосредственное воздействие на среднюю молекулярную массу и распределение декстрина по молекулярным массам.

Декстрины согласно настоящему изобретению можно получать их крахмала или производных крахмала, полученного из разнообразных растений, включая, например, клубневые, в том числе картофель, маниока, маранта и сладкий картофель, зерновые, в том числе пшеница, кукуруза, рожь, рис, ячмень, просо, овес и сорго, плодовые, в том числе конский каштан, сладкий каштан и лесной орех или бобовые, в том числе горох и бобы.

Предпочтение отдают, в частности, декстринам, которые имеют эквивалент декстрозы DE, составляющий более чем или равный 5, предпочтительно составляющий более чем или равный 10, преимущественно составляющий более чем или равный 15 и наиболее предпочтительно менее чем 100.

Традиционно эквивалент декстрозы DE определяют следующим соотношением:

DE = 100×(число расщепленных гликозидных связей/число гликозидных связей в исходном крахмале)

Меласса представляет собой остатки от рафинирования сахара, выделяемого, в частности, из тростникового сахара и свеклы, которые включают высокое содержание глюцидов, составляющее порядка 40-60 мас.%. Сахароза составляет основную массу глюцидов мелассы.

Меласса согласно настоящему изобретению предпочтительно включает от 45 до 50 мас.% суммы глюцидов в пересчете на сахарозу.

Особенно предпочтительной является свекольная меласса.

Термин «органическая поликарбоновая кислота» следует понимать как означающий органическую кислоту, включающую по меньшей мере две карбоксильные функциональные группы, предпочтительно не более чем 4 карбоксильные функциональные группы и преимущественно не более чем 3 карбоксильные функциональные группы.

Органическая поликарбоновая кислота действует в качестве сшивающего агента; она способна реагировать с сахаридом при нагревании с образованием сложноэфирных связей, в результате чего образуется полимерная сетка в конечном связующем материале. Указанная полимерная сетка делает возможным образование связей в точках разветвления волокон минеральной ваты.

Органическая поликарбоновая кислота выбрана из органических поликарбоновых кислот, имеющих молекулярную массу, составляющую менее чем или равную 1000, предпочтительно менее чем или равную 750 и преимущественно менее чем или равную 500.

Предпочтительно органическая поликарбоновая кислота является насыщенной или ненасыщенной и линейной или разветвленной алициклической кислотой, циклической кислотой или ароматической кислотой.

Органической поликарбоновой кислотой может быть дикарбоновая кислота, например щавелевая кислота, малоновая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, суберовая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, яблочная кислота, винная кислота, тартроновая (оксималоновая) кислота, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, малеиновая кислота, травматическая (додец-2-ендикарбоновая) кислота, камфорная кислота, фталевая кислота и ее производные, в частности включающие по меньшей мере один атом бора или хлора, тетрагидрофталевая кислота и ее производные, в частности включающие по меньшей мере один атом хлора, в том числе хлорэндиковая (1,4,5,6,7,7-гексахлорбицикло[2.2.1]-гепт-5-ен-2,3-дикарбоновая) кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, мезаконовая кислота и цитраконовая кислота или предшественник дикарбоновой кислоты, в частности ангидрид, в том числе малеиновый ангидрид, янтарный ангидрид и фталевый ангидрид; трикарбоновая кислота, например, лимонная кислота, трикарбаллиловая (пропан-1,2,3-трикарбоновая) кислота, 1,2,4-бутантрикарбоновая кислота, аконитовая кислота, гемимеллитовая кислота, тримеллитовая кислота и тримезиновая (1,3,5-бензолтрикарбоновая) кислота; или тетракарбоновая кислота, например, 1,2,3,4-бутантетракарбоновая кислота и пиромеллитовая (бензол-1,2,4,5-тетракарбоновая) кислота.

В связующей композиции сахарид составляет от 10 до 90%, предпочтительно от 20 до 85% и преимущественно от 30 до 80% массы смеси, состоящей из сахарида и органической поликарбоновой кислоты.

Выражение «реакционно-способное кремнийорганическое соединение» следует понимать как означающее полиорганосилоксан, содержащий по меньшей мере одну гидроксильную, карбоксильную или ангидридную, аминогруппу, эпоксидную или виниловую функциональную группу, способную реагировать по меньшей мере с одним из составляющих связующей композиции.

Реакционно-способное кремнийорганическое соединение представляет собой жидкость при температуре окружающей среды; оно принадлежит к категории кремнийорганических соединений, которые называются текучими кремнийорганическими соединениями. Его средняя молекулярная масса, как правило, составляет менее чем или равна 50000, предпочтительно она менее чем или равна 10000.

Реакционно-способное кремнийорганическое соединение состоит из основной цепи, содержащей органосилоксановые остатки, в частности алкилсилоксановые остатки, предпочтительно диметилсилоксановые остатки и необязательно фенилсилоксановые остатки, в частности метилфенилсилоксановые остатки в количестве, которое предпочтительно не превышает 20%, в частности составляет не более чем 10 мас.% фенилсилоксановых звеньев в расчете на массу кремнийорганического соединения. Указанная основная цепь содержит по меньшей мере одну реакционно-способную гидроксильную, карбоксильную или ангидридную группу, аминогруппу, эпоксидную или виниловую функциональную группу в концевом положении (на свободных концах цепи) или на боковой цепи (или на привитой части).

Предпочтительно реакционно-способное кремнийорганическое соединение включает по меньшей мере две концевые функциональные группы, преимущественно гидроксильные функциональные группы.

Реакционно-способная гидроксильная, карбоксильная или ангидридная группа, аминогруппа, эпоксидная или виниловая функциональная группа реакционно-способного кремнийорганического соединения может быть блокирована защитной группой, которая защищает указанную реакционно-способную функциональную группу от воздействия нагревания. Блокирование реакционно-способных функциональных групп гарантирует, что реакционно-способное кремнийорганическое соединение не будет реагировать перед термической обработкой для сшивки связующего материала в печи. В качестве примеров такого защитного блокирующего воздействия можно отметить гидроксильные группы, переведенные, по меньшей мере, частично в форму простых эфиров или блокированные защитными группами, в частности ацильными или карбонатными группами.

Содержание реакционно-способного кремнийорганического соединения в связующей композиции изменяется от 0,1 до 5 мас.ч., предпочтительно от 0,3 до 3 мас.ч., преимущественно от 0,5 до 2 мас.ч. и наиболее предпочтительно от 0,7 до 1,8 мас.ч. на 100 мас.ч. сахарида и органической поликарбоновой кислоты.

Связующая композиция может дополнительно включать кислотный или основный катализатор, роль которого заключается, в частности, в регулировании температуры, при которой начинается сшивка.

Катализатор можно выбирать из кислот и оснований Льюиса, включая глины, коллоидный или неколлоидный диоксид кремния, органические амины, четвертичные амины, оксиды металлов, сульфаты металлов, хлориды металлов, сульфаты мочевины, хлориды мочевины и катализаторы на основе силикатов.

Катализатор может также представлять собой фосфорсодержащее соединение, например гипофосфит щелочного металла, фосфит щелочного металла, полифосфат щелочного металла, гидрофосфат щелочного металла, фосфорную кислоту или алкилфосфоновую кислоту. Предпочтительно щелочной металл представляет собой натрий или калий.

Катализатор может также представлять собой соединение, включающее фтор и бор, например тетрафторборную кислоту и соль данной кислоты, в частности тетрафторборат щелочного металла, в том числе тетрафторборат натрия или тетрафторборат калия, тетрафторборат щелочноземельного металла, в том числе тетрафторборат кальция или тетрафторборат магния, тетрафторборат цинка и тетрафторборат аммония.

Предпочтительно катализатор представляет собой гипофосфит натрия, фосфит натрия и смеси данных соединений.

Количество катализатора, введенного в связующую композицию, может составлять до 20% массы сахарида и органической поликарбоновой кислоты, предпочтительно до 10%, и преимущественно количество катализатора, по меньшей мере, составляет 1%.

Связующая композиция согласно настоящему изобретению может дополнительно включать перечисленные ниже традиционные добавки в следующих пропорциях, вычисленных в расчете на 100 массовых частей сахарида и органической поликарбоновой кислоты:

- от 0 до 2 мас.ч. силана, в частности, аминосилана,

- от 0 до 20 мас.ч., предпочтительно от 4 до 15 мас.ч. масла,

- от 0 до 30 частей, предпочтительно от 0 до 20 мас.ч. мочевины и/или глицерина,

- от 0 до 30 мас.ч. «наполнителя», выбранного из производных лигнина, в том числе лигносульфата аммония (ALS) или лигносульфата натрия, и животных или растительных белков.

Роль добавок известна и кратко излагается так, что силан представляет собой вещество для связывания волокон и связующего материала и также выступает в качестве препятствующего старению агента; масла представляют собой связывающие пыль и гидрофобные агенты; мочевина и глицерин действуют в качестве пластификаторов и делают возможным предотвращение преждевременного гелеобразования связующей композиции; «наполнитель» представляет собой органический наполнитель, растворимый или диспергируемый в водной связующей композиции, что делает возможным, в частности, уменьшить стоимость связующей композиции.

Нереакционно-способное кремнийорганическое соединение может необязательно присутствовать вместе с реакционно-способным кремнийорганическим соединением, в частности, по соображениям состава или для обеспечения дополнительной гидрофобизации; его присутствие предпочтительно ограничено и составляет менее чем 2 мас.ч., наиболее предпочтительно менее чем 1 мас.ч., в частности менее чем 0,5 мас.ч. из расчета на 100 мас.ч. сахарида и органической поликарбоновой кислоты.

Связующая композиция проявляет кислотное значение pH, которое составляет порядка 1-5 в зависимости от используемой органической поликарбоновой кислоты, предпочтительно рН составляет более чем или равно 1,5. Преимущественно, значение pH поддерживают на уровне, составляющем по меньшей мере 2, таким образом, чтобы ограничивать проблемы неустойчивости связующей композиции и коррозии технологической линии, посредством добавления аминосоединения, которое не способно реагировать с сахаридом, например, третичного амина, в частности триэтаноламина. Количество аминосоединения может составлять до 30 мас.ч. от полной массы сахарида и органической поликарбоновой кислоты.

Связующая композиция предназначена для нанесения на минеральные волокна, в частности стекловату или минеральный войлок.

Традиционно связующую композицию наносят на минеральные волокна на выходе из устройства для центрифугирования и перед тем, как они собираются на приемном устройстве в виде сетки из волокон, которые затем обрабатывают при температуре, обеспечивающей сшивку связующего материала и образование тугоплавкого связующего материала. Сшивка связующего материала согласно настоящему изобретению происходит при температуре, сопоставимой с температурой для традиционного фенолформальдегидного полимера, при температуре, составляющей более чем или равной 110°C, предпочтительно составляющей более чем или равной 130°C и преимущественно составляющей более чем или равной 140°C.

Звуко- и/или теплоизоляционные изделия, получаемые из данных связанных волокон, также составляют предмет настоящего изобретения.

Данные изделия обычно получают в виде плит или листов из минеральной ваты, стекловаты или минерального войлока или также в виде покрытий из минеральных волокон, а также стекловаты или минерального войлока, которые предназначены, в частности, для образования поверхностных покрытий на указанных плитах или листах.

Следующие примеры делают возможной иллюстрацию настоящего изобретения, однако не ограничивая его.

В данных примерах измеряли следующие параметры:

- Толщина изоляционного изделия после изготовления и после окончания переменного периода сжатия при степени сжатия (определяемой как соотношение номинальной толщины и толщины при сжатии), равной 6/1 (примеры 1-3) или приведенной в таблице 2 (примеры 4-8). Измерения толщины делают возможной оценку хорошей устойчивости размеров изделия.

- Прочность на растяжение согласно стандартному американскому методу испытаний ASTM C 686-71T для образца, вырезанного из изолирующего изделия. Образец имеет форму тора с длиной 122 мм, шириной 46 мм, радиусом кривизны внешнего края выреза 38 мм и радиусом кривизны внутреннего края выреза 12,5 мм.

Образец помещают между двумя цилиндрическими сердечниками устройства для измерений, один из которых является подвижным и движется с постоянной скоростью. Измеряют разрушающее усилие F (грамм-сил) образца и вычисляют его прочность на растяжение TS, определяемое как отношение разрушающего усилия F к массе образца.

Прочность на растяжение измеряют после изготовления (первоначальная прочность на растяжение) и после ускоренного старения в автоклаве при температуре 105°C в условиях 100% относительной влажности в течение 15 минут (TS 15).

- Водопоглощение в условиях стандарта EN 1609, выраженное в килограммах воды на квадратный метр изоляционного изделия. Изоляционные изделия проявляют водопоглощение, составляющее менее чем 1 кг/м2, считают имеющими низкое краткосрочное (24 часа) водопоглощение; они принадлежат к категории WS согласно сертификации ACERMI.

Примеры 1-3

Получали связующие композиции, которые включали компоненты, приведенные в таблице 1, причем их пропорции выражены в массовых частях.

Связующие композиции получали последовательным введением в содержащий воду сосуд сахарида и затем других компонентов при интенсивном перемешивании до полного растворения компонентов.

Также получали традиционную связующую композицию, включающую фенолоформальдегидный полимер и мочевину (образец сравнения), в соответствии с примером 2 испытания 1 международной патентной заявки WO 01/96254 A1.

Связующие композиции использовали для получения изоляционных изделий на основе стекловаты.

Стекловату получали в непрерывном режиме на производственной линии шириной 2,4 м. Стекловату получали способом внутреннего центрифугирования, в котором расплавленную стеклянную композицию превращают в волокна с помощью устройства, так называемого центрифужного диска, включающего камеру в форме корзины для приема расплавленной композиции и периферическую ленту с множеством сквозных отверстий: диск вращается вокруг своей вертикально расположенной оси симметрии, композиция выталкивается через отверстия под действием центробежной силы, и выходящий из отверстий материал растягивается в волокна с помощью растягивающего потока газа.

Традиционно разбрызгивающее связующую композицию кольцо расположено под производящим волокна диском таким образом, чтобы равномерно распределять связующую композицию по только что полученной стекловате.

Обработанную связующим материалом минеральную вату собирают на ленточный конвейер, оборудованный внутренними ящиками для извлечения, которые содержат минеральную вату в виде войлока или сетки на поверхности конвейера. Войлок или сетку нарезают и затем помещают в печь, поддерживаемую при температуре 290°C (260°C для сравнительного изделия), в которой компоненты связующего материала полимеризуются с образованием связующего материала.

Изоляционное изделие, полученное на выходе печи, имеет толщину порядка 82 мм, плотность, составляющую 17,5 кг/м3, и потерю массы при обжиге, равную 5%.

Свойства изоляционных изделий приведены ниже в таблице 1

Наблюдали, что изоляционные изделия согласно настоящему изобретение имеют, в частности, низкое водопоглощение, сопоставимое с водопоглощением изделия, полученного из стандартной фенолоформальдегидной связующей композиции в примере 2 и уменьшенное на 32% и 90% в примерах 1 и 3 соответственно.

Примеры 4-8

Связующие композиции получали в условиях примеров 1-3 из компонентов, приведенных в таблице 2, в указанных пропорциях, выраженных в виде массовых частей.

Данные композиции использовали для производства изоляционных изделий на основе минеральной ваты в условиях, описанных в примерах 1-3. Полученные изделия имели переменную номинальную толщину (60, 100 или 160 мм) и плотность, равную 19 кг/м3.

Свойства изоляционных изделий приведены в таблице 2. Изделия согласно настоящему изобретению, которые содержали реакционно-способное кремнийорганическое соединение, имели водопоглощение не более чем 0,6 кг/м2.

Изделия в примерах 4 и 5 имели меньшую способность абсорбировать воду, чем изделия в сравнительных примерах 1 и 2, которые содержали нереакционно-способное кремнийорганическое соединение.

1. Связующая композиция для изоляционных изделий на основе минеральной ваты, в частности минерального войлока или стекловолокна, отличающаяся тем, что она включает:
- по меньшей мере один сахарид,
- по меньшей мере одну органическую карбоновую кислоту, включающую по меньшей мере две и не более четырех функциональных карбоксильных групп, молекулярная масса которой составляет менее чем или равна 1000, и
- по меньшей мере один полиорганосилоксан, содержащий по меньшей мере одну гидроксильную, карбоксильную или ангидридную группу, аминогруппу, эпоксидную или виниловую функциональную группу, способную реагировать по меньшей мере с одним из составляющих связующей композиции.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что сахарид представляет собой моносахарид, полисахарид или смесь данных соединений.

3. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что моносахарид выбран из моносахаридов, включающих от 3 до 8 атомов углерода, предпочтительно от 5 до 7 атомов углерода.

4. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что моносахарид представляет собой альдозу.

5. Композиция по п.4, отличающаяся тем, что альдозой является гексоза, в том числе глюкоза, манноза и галактоза.

6. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что полисахарид имеет среднемассовую молекулярную массу менее чем 1000000, предпочтительно менее чем 50000, преимущественно менее чем 10000 и наиболее предпочтительно более чем 180.

7. Композиция по п.6, отличающаяся тем, что полисахарид содержит более чем 50% звеньев глюкозы.

8. Композиция по одному из пп.1-7, отличающаяся тем, что она включает смесь моносахарида (моносахаридов) и/или полисахарида (полисахаридов), выбранных из декстринов и мелассы.

9. Композиция по п.8, отличающаяся тем, что декстрин имеет эквивалент декстрозы, составляющий более чем или равный 5, предпочтительно составляющий более чем или равный 10, преимущественно составляющий более чем или равный 15 и наиболее предпочтительно составляющий менее чем 100.

10. Композиция по п.8, отличающаяся тем, что меласса включает глюциды в количестве, составляющем от 40 до 60 мас.%, предпочтительно от 45 до 50 мас.%.

11. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что органическая карбоновая кислота включает не более чем 3 карбоксильные функциональные группы.

12. Композиция по п.11, отличающаяся тем, что кислота имеет молекулярную массу, составляющую менее чем или равную 750 и предпочтительно менее чем или равную 500.

13. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что органическая карбоновая кислота является насыщенной или ненасыщенной и линейной или разветвленной алициклической кислотой, циклической кислотой или ароматической кислотой.

14. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что сахарид составляет от 10 до 90%, предпочтительно от 20 до 85% и преимущественно от 30 до 80% массы смеси, состоящей из сахарида и органической поликарбоновой кислоты.

15. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что полиорганосилоксан имеет молекулярную массу, составляющую менее чем или равную 50000, предпочтительно составляющую менее чем или равную 10000.

16. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что полиорганосилоксан состоит из основной цепи, включающей органосилоксановые остатки, в частности алкилсилоксановые остатки, предпочтительно диметилсилоксановые остатки и необязательно фенилсилоксановые остатки, в частности метилфенилсилоксановые остатки.

17. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что полиорганосилоксан содержит по меньшей мере одну реакционноспособную гидроксильную, карбоксильную или ангидридную, аминогруппу, эпоксидную или виниловую функциональную группу в концевом положении или на боковой цепи, предпочтительно по меньшей мере две концевые функциональные группы.

18. Композиция по п.17, отличающаяся тем, что по меньшей мере две концевые функциональные группы представляют собой гидроксильные функциональные группы.

19. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что содержание полиорганосилоксана изменяется от 0,1 до 5 мас.ч., предпочтительно от 0,3 до 3 мас.ч., преимущественно от 0,5 до 2 мас.ч. и наиболее предпочтительно от 0,7 до 1,8 мас.ч. на 100 мас.ч. сахарида и органической поликарбоновой кислоты.

20. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она дополнительно включает катализатор, выбранный из кислот и оснований Льюиса, фосфорсодержащих соединений и соединений, содержащих фтор и бор.

21. Композиция по п.20, отличающаяся тем, что катализатор составляет до 20%, предпочтительно до 10% и преимущественно по меньшей мере 1% массы сахарида и органической поликарбоновой кислоты.

22. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она дополнительно включает добавки в нижеследующих количествах, вычисленных в расчете на 100 мас.ч. сахарида и органической поликарбоновой кислоты:
- от 0 до 2 мас.ч. силана, в частности аминосилана,
- от 0 до 20 мас.ч., предпочтительно от 4 до 15 мас.ч. масла,
- от 0 до 30 мас.ч., предпочтительно от 0 до 20 мас.ч. мочевины и/или глицерина,
- от 0 до 30 мас.ч. «наполнителя», выбранного из производных лигнина, таких как лигносульфата аммония (ALS) или лигносульфата натрия, и животных или растительных белков.

23. Звуко- и/или теплоизоляционное изделие на основе минеральной ваты, в частности стекловаты или минерального войлока, проклеенное с использованием связующей композиции по одному из пп.1-22.

24. Покрытие из минеральных волокон, в частности стекловаты или минерального войлока, проклеенное с использованием связующей композиции по одному из пп.1-22.

25. Способ получения звуко- и/или теплоизоляционного изделия на основе минеральной ваты по п.23 или покрытия из минеральных волокон по п.24, согласно которому производят минеральную вату или минеральные волокна, связующую композицию наносят на указанную вату или указанные волокна и обрабатывают указанную вату или указанные волокна при температуре, которая обеспечивает сшивку связующего материала и образование тугоплавкого связующего материала, отличающаяся тем, что связующая композиция включает:
- по меньшей мере один сахарид,
- по меньшей мере одну органическую карбоновую кислоту, включающую по меньшей мере две и не более четырех функциональных карбоксильных групп, имеющую молекулярную массу менее чем 1000, и
- по меньшей мере один полиорганосилоксан, содержащий по меньшей мере одну гидроксильную, карбоксильную или ангидридную группу, аминогруппу, эпоксидную или виниловую функциональную группу, способную реагировать по меньшей мере с одним из составляющих связующей композиции.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано для получения термо- и/или звукоизоляционных продуктов на основе минеральной ваты, в частности каменной ваты или стекловаты, связанной склеивающей композицией на основе термореактивной смолы, в частности, типа резола.

Изобретение относится к многослойному элементу для звукопоглощающей внутренней обшивки транспортного средства. .

Изобретение относится к строительству и может использоваться в качестве панелей ограждения зданий и сооружений. .

Изобретение относится к строительству, а именно к ограждающим конструкциям жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий. .

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве теплозвукоизоляционных покрытий и стяжек конструкций гоажданеких и промышленных зданий.

Изобретение относится к ограждающим конструкциям зданий. .
Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов и может быть использовано в строительстве жилых и промышленных зданий. .

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционного материала. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к конструктивному элементу для теплоизоляции. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам крепления теплоизоляции стен и конструкции облицовки зданий. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям утепления наружных стен зданий и сооружений. .

Изобретение относится к области строительства, а именно слоистым теплоизоляционным изделиям, используемым в ограждающих конструкциях, в обшивках зданий и сооружений.

Изобретение относится к способам изготовления изделий с теплоизоляционными свойствами, в частности к способам изготовления теплоизоляционных элементов стеновых панелей.

Изобретение относится к производству плит из минерального волокна. .

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов типа ваты, предназначенных для использования как в строительных конструкциях, так и для теплоизоляции различных установок.
Изобретение относится к огнестойкому термо- и/или звукоизоляционному продукту. Технический результат изобретения заключается в равномерном распределении огнезащитного средства в продукте.

Изобретение относится к связующим композициям для изоляционных изделий на основе минеральной ваты. Предложена связующая композиция на основе минерального войлока или стекловолокна, которая включает по меньшей мере один сахарид, по меньшей мере одну органическую поликарбоновую кислоту, включающую от 2 до 4 функциональных карбоксильных групп и имеющую молекулярную массу менее или равную 1000, и по меньшей мере один полиорганосилоксан, содержащий по меньшей мере одну функциональную группу, способную реагировать с по меньшей мере одним из составляющих связующей композиции. Предложены также звуко- иили теплоизоляционное изделие и покрытие из минеральных волокон, проклеенные с использованием предложенной композиции и способ получения указанного звуко- иили теплоизоляционного изделия. Технический результат - заявленная связующая композиция не содержит формальдегида и придает изоляционным изделиям пониженную способность абсорбировать воду. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 2 табл., 8 пр.

Наверх