Композиция связующего для минеральной ваты

Изобретение относится к водной проклеивающей композиции для изоляционных продуктов на основе минеральной ваты. Композиция содержит: (a) по меньшей мере, один углевод, выбранный из гидрированных сахаров, восстанавливающих сахаров и их смесей,(b) по меньшей мере, одну многоосновную карбоновую кислоту или соль, или ангидрид такой кислоты, (c) от 1 до 25% мас. относительно суммы компонентов (а) и (b), по меньшей мере, одного алифатического, циклоалифатического или ароматического одноатомного спирта, свободного от кислотных или основных функциональных групп и имеющего коэффициент распределения октанол/вода (lg Kow) в интервале 1-3. Технический результат – улучшение механических свойств изоляционных продуктов. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Описание

Настоящее изобретение относится к композиции, в частности, к проклеивающей композиции для изоляционных продуктов на основе минеральной ваты, в частности, стеклянной ваты или каменной ваты, содержащей углеводный компонент, по меньшей мере, одну многоосновную карбоновую кислоту или ангидрид и гидрофобный одноатомный спирт.

Получение изоляционных продуктов на основе минеральной ваты обычно содержит стадию получения стеклянных волокон или каменных волокон путем проведения центрифугирования. На их пути между центрифугирующим устройством и лентой собирания волокон водная проклеивающая композиция, также известная как связующее, выпаривается на волокнах, которые являются еще горячими, и композиция затем подвергается реакции термоотверждения при температурах примерно 200°C.

Фенольные смолы, которые используются в течение нескольких десятилетий в качестве связующих, заменяются с возрастанием продуктами, происходящими из возобновляемых источников, и которые испускают очень мало или не испускают формальдегид, который представляет собой соединение, которое считается потенциально вредным для здоровья людей.

Таким образом известно на практике, например, из US2011/ 0223364, скрепление минеральных волокон водными проклеивающими композициями, свободными от формальдегида, содержащими в качестве сшивающих реагентов углеводы и многоосновные карбоновые кислоты.

Проклеивающие композиции на основе восстанавливающих сахаров, однако, имеют недостатком рост реакций окрашивания (карамелизации, реакции Майларда), что делает трудным или даже невозможным получение слабоокрашенных продуктов.

Заявителем предложены в заявках на патент WO2010/029266 и WO2013/014399 связующие не на основе восстанавливающих сахаров, но на основе гидрированных сахаров, также известных как сахарные спирты. Указанные реагенты имеют значительно более высокую термостабильность, чем восстанавливающие сахара, и не дают реакции Майларда и/или карамелизации.

Изоляционные продукты на основе минеральной ваты и на основе новой генерации «зеленых» связующих являются, однако, гигросопичными и сохраняют их механические свойства во времени менее хорошо, чем более окрашенные продукты, получаемые с восстанавливающими сахарами. Для компенсации потери механических свойств после некоторого периода старения указанных изоляционных продуктов обычно необходимо увеличивать пропорцию связующего на примерно 10-20%, что не только увеличивает стоимость конечного продукта, но также придает горючесть реакции.

В ходе исследований, направленных на улучшение механических свойств изоляционных продуктов на основе минеральной ваты, проклеенной «бесцветными» связующими, т.е. получаемыми из гидрированных сахаров, Заявителем было неожиданно найдено, что некоторые гидрофобные одновалентные спирты при введении в связующее приводят к очевидному улучшению механических свойств получаемых изоляционных продуктов и особенно к превосходному восстановлению толщины. Это справедливо для связующих на основе гидрированных сахаров, но также в меньшей степени для связующих, содержащих восстанавливающие сахара и невосстанавливающие сахара.

Одним предметом настоящего изобретения является, соответственно, водная композиция, в частности, проклеивающая композиция для изоляционных продуктов на основе минеральной ваты, содержащая:

1) по меньшей мере, один углевод, выбранный из гидрированных сахаров, восстанавливающих сахаров, невосстанавливающих сахаров и их смесей,

2) по меньшей мере, одну многоосновную карбоновую кислоту или соль, или ангидрид такой кислоты,

3) от 1 до 25% мас. относительно суммы компонентов (а) и (b), по меньшей мере, одного алифатического, циклоалифатического или ароматического одноатомного спирта, свободного от кислотных или основных (Бренстеда) функциональных групп и имеющего коэффициент распределения октанол/вода (lg Kow) в интервале 1-3.

В настоящей заявке на патент термин «углевод» имеет более широкий смысл, чем обычно, т.к. он охватывает не только углеводы в строгом смысле, т.е. восстанавливающие сахара или гидраты углерода формулы Сn(H2O)p, несущие, по меньшей мере, одну альдегидную или кетонную группу (восстанавливающую группу), но также продукты гидрирования указанных гидратов углерода, в которых альдегидная или кетонная группа восстанавливается до спирта. Указанный термин также охватывает невосстанавливающие сахара, содержащие несколько углеводных звеньев, в которых углероды, несущие гемипцетальгидроксил, осаждаются на боковых связях, связывая звенья вместе.

Углеводный компонент (а) проклеивающей композиции согласно настоящему изобретению может состоять только из гидрированных сахаров и быть свободным от восстанавливающих и невосстанавливающих сахаров. Данный вариант является предпочтительным, т.к. он ведет к изоляционным продуктам, которые являются, в частности, умеренно окрашенными.

Изоляционные продукты на основе минеральной ваты, получаемые с проклеивающей композицией, имеющей некоторое содержание восстанавливающих сахаров, являются относительно более окрашенными, но могут иметь реальное экономическое преимущество, связанное с низкой стоимостью восстанавливающих сахаров или смесей неполностью гидрированных сахаров.

В настоящем изобретении термин «гидрированный сахар» означает каждый из продуктов, получаемых от восстановления сахарида, выбранного из моносахаридов, дисахаридов, олигосахаридов и полисахаридов и смесей указанных продуктов.

Гидрированный сахар является, предпочтительно, продуктом гидрирования гидролизата крахмала.

Гидролизаты крахмала являются продуктами, получаемыми ферментным и/или кислотным гтдролизом крахмала. Степень гидролиза обычно характеризуется декстрозным эквивалентом ((ДЭ)(DE)), определяемым по следующей зависимости:

ДЭ=100 х (число разрушенных гликозидных связей/число гликозидных связей в исходном крахмале)

Предпочтительные гидролизаты крахмала имеют до стадии гидрирования ДЭ в интервале от 5 до 99 и, предпочтительно, в интервале от 10 до 80.

Гидрирование сахарида может быть осуществлено известными способами, работающими при высоком давлении водорода и в высокотемпературных условиях в присутствии катализатора, выбранного из элементов групп IB, IIB, IVB, VI, VII и VIII периодической системы элементов, предпочтительно, из группы, содержащей никель, платину, палладий, кобальт и молибден и их смеси. Предпочтительным катализатором является никель Ренея. Гидрирование превращает сахар или смесь сахаров (гидролизат крахмала) в полиолы или сахарные спирты.

Примеры гидрированных сахаров, которые могут быть указаны, включают в себя эритрит, арабит, ксилит, сорбит, маннит, идит, мальтит, изомальтит, лактит, целлобит, палатинит, мальтотрит и продукты гидрирования гидролизатов крахмала.

Предпочтительно используемыми были продукты гидрирования гидролизатов крахмала.

Предпочтительно, гидрированный сахар или смесь гидрированных сахаров составляет преимущественно, т.е. более 50% мас., мальтита (продукта гидрирования мальтозы, димера глюкозы, результата ферментного гидролиза крахмала).

Углеводный компонент (а) может состоять только из восстанавливающих сахаров. Однако, по причинам, указанным во введении, предпочтительно содержит значительную фракцию гидрированных сахаров. Пропорция гидрированных сахаров в углеводе находится, предпочтительно, в интервале 25-100% мас., и компонент (а) тогда содержит до 75% мас. одного или более восстанавливающих сахаров в дополнение к гидрированному сахару (сахарам).

Содержание гидрированных сахаров в углеводе (компоненте (а)), по меньшей мере, равно 30% мас., в частности, по меньшей мере, равно 50% мас. и теоретически, по меньшей мере, равно 70% мас.

Восстанавливающие сахара включают в себя озы (моносахарилы) и озиды (дисахариды, олигосахарилды и полисахариды).

Примеры моносахаридов, которые могут быть указаны, включают в себя моносахариды, содержащие от 3 до 8 углеродных атомов, предпочтительно, альдозы, и, предпочтительно, альдозы, содержащие 5-7 углеродных атомов. Альдозами, которые являются особенно предпочтительными, являются природные альдозы (принадлежащие D-сериям), особенно гексозы, такие как глюкоза, манноза и галактоза.

Лактоза и мальтоза являются примерами дисахаридов, которые могут использоваться как восстанавливающий сахар.

Полисахариды, которые могут использоваться для настоящего изобретения, предпочтительно, имеют средневесовую молекулярную массу менее 100000, предпочтительно, менее 50000 и, преимущественно, менее 10000.

Предпочтительно, полисахарид содержит, по меньшей мере, одно звено, выбранное из вышеуказанных альдоз, предпочтительно, глюкозы. Восстанавливающие полисахариды, содержащие преимущественно (более 50% мас.) звенья глюкозы, являются особенно предпочтительными.

Восстанавливающий сахар может быть, в частности, смесью моносахаридов, олигосахаридов и полисахаридов, в частности, декстрин.

Декстрины являются соединениями, соответствующими общей формуле (С6Н10О5)n. Они получаются частичным гидролизом крахмала. Их ДЭ, предпочтительно, находится в интервале 5-99 и, предпочтительно, в интервале 10-80.

Невосстанавливающий сахар представляет собой, предпочтительно, невосстанавливающий олигоголозид, содержащий не более десяти углеводных звеньев.

В качестве примеров таких невосстанавливающих сахаров могут быть указаны дигалозиды, такие как трегалоза, изотрегалозы, сахароза и изосахарозы, тригалозиды, такие как мелезитоза, гентианоза, раффиноза, эрлоза и умбеллифероза, тетраголозиды, такие как стахиоза, и пентаголозиды, такие как вербаскоза.

Сахароза и трегалоза являются предпочтительными и еще лучше сахароза.

Компонент (а), а именно углевод, состоящий из гидрированных сахаров и/или восстанавливающих и/или невосстанавливающих сахаров, предпочтительно, представляет от 30 до 70% мас. и, предпочтительно, от 40 до 60% мас., сухого вещества проклеивающей композиции.

Многоосновная карбоновая кислота может быть полимером кислоты или мономером кислоты.

Для ограничения вязкости проклеивающей композиции указанная многоосновная карбоновая кислота преимущественно имеет средневесовую молекулярную массу менее или равно 50000, предпочтительно, менее или равно 10000 и, преимущественно, менее или равно 5000.

Примеры многоосновной карбоновой кислоты, которые могут быть указаны, включают в себя гомополимеры и сополимеры, полученные из мономеров, несущих, по меньшей мере, одну группу карбоновой кислоты, такой как (мет)акриловая кислота, кротоновая кислота, изокротоновая кислота, малеиновая кислота, коричная кислота, 2-метилмалеиновая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, 2-метилитаконовая кислота, α,β-метиленглутаровая кислота и моноэфиры ненасыщенной дикарбоновой кислоты, такие как С110 алкилмалеаты и -фумараты. Сополимеры могут также содержать один или более виниловых или акриловых мономеров, таких как винилацетат, стирол, который является незамещенным или замещенным алкильными, гидроксильными или сульфонильными группами или атомом галогена, (мет)акрилонитрил, (мет)акриламид, С110-алкил(мет)акрилаты, особенно метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, н-бутил(мет)акрилат и изобутил(мет)акрилат.

Компонентом (b) является, предпочтительно, мономер многоосновной карбоновой кислоты. Им может быть дикарбоновая, трикарбоновая или тетракарбоновая кислота.

Дикарбоновые кислоты включают в себя, например, щавелевую кислоту, малоновую кислоту, янтарную кислоту, глутаровую кислоту, адипиновую кислоту, пробковую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту, яблочную кислоту, винную кислоту, тартроновую кислоту, аспарагиновую кислоту, глутаминовую кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту, малеиновую кислоту, травматическую кислоту, камфорную кислоту, фталевую кислоту и их производные, особенно содержащие, по меньшей мере, один атом бора или хлора, тетрагидрофталевую кислоту и ее производные, особенно содержащие, по меньшей мере, один атом хлора, такие как хлорэндиковая кислота, изофталевую кислоту, терефталевую кислоту, мезаконовую кислоту и цитраконовую кислоту.

Трикарбоновые кислоты включают в себя, например, лимонную кислоту, трикарбаллиловую кислоту, 1,2,4-бутантрикарбоновую кислоту, аконитовую кислоту, гемимеллитовую кислоту, тримеллитовую кислоту и тримезиновую кислоту.

Примеры тетракарбоновых кислот, которое могут быть указаны, включают в себя 1,2,3,4-бутантетракарбоновую кислоту и пиромеллитовую кислоту.

Лимонная кислота является предпочтительно используемой.

Компонент (b), преимущественно, представляет от 30 до 70% мас. и, предпочтительно, от 40 до 60% мас., сухого вещества проклеивающей композиции настоящего изобретения.

Массовое соотношение компонент (а)/компонент (b) находится, предпочтительно, в интервале от 70/30 до 30/70 и, в частности, в интервале от 60/40 до 40/60.

Компонентом (с) проклеивающей композиции является относительно гидрофобный одновалентный спирт, т.е. соединение, содержащее только одну функциональную группу С-ОН, и имеющее коэффициент распределения октанол/вода (lg P) более 1. Коэффициент распределения октанол/вода (lg P) чистого вещества Х, также известный как lg P или lg Koв (от lg Kоктанол/вода), представляет собой логарифм отношения К, определенный по следующей формуле

P=[X]октанол/[X]вода,

где [X]октанол представляет собой концентрацию Х в октаноле, насыщенном водой, и

[X]вода представляет собой концентрацию Х в воде, насыщенной октанолом,

причем две фазы находятся при комнатной температуре и в контакте друг с другом.

Когда указанный коэффициент распределения имеет положительное значение, растворимость в октаноле вещества Х является больше, чем в воде. Чем выше значение коэффициента распределения, тем больше соединение считается гидрофобным. Ссылка может быть сделана, например, на статью James Sangster, ʺOctanol-Water Partition Coefficients of Simple Organics Compoundsʺ, J.Phys.Chem.Ref.Data, Vol.18, #1989, которая содержит таблицы, показывающие значение P более 600 чистых органических соединений.

Одноатомные спирты настоящего изобретения не содержат кислотные и щелочные функциональные группы, другими словами, они являются молекулами, которые не ионизируются в воде. Предпочтительно, значение их коэффициента распределения не зависит от рН водной фазы двухфазной системы октанол/вода.

Заявитель предполагает, что компонент (с) действует как гидрофобный агент, взаимодействующий с компонентами (а) и (b), и, таким образом, снижает гидрофильную и/или гигроскопическую природу конечного изоляционного продукта, получаемого после сшивки связующего. Для того, чтобы быть эффективным, указанный компонент должен одновременно иметь высокий коэффициент распределения и быть достаточно растворимым в водной проклеивающей композиции для взаимодействия с карбоксильными и/или гидроксильными функциональными группами компонентов (a) и (b).

Коэффициент распределения октанол/вода (lg P) компонента (с) находится, предпочтительно, в интервале 1,05-2,0 и, в частности, в интервале 1,1-1,5. Когда компонент (с) содержит несколько одноатомных спиртов, значение P каждого из указанных чистых веществ должно быть в интервалах, указанных выше.

Использование одноатомных спиртов с коэффициентом распределения менее 3 или даже менее 2 является предпочтительным по причинам здоровья и экологии, т.к. вещества избыточно гидрофобной природы имеют тенденцию накапливать жировые ткани.

Концентрация компонента (с) в проклеивающей композиции настоящего изобретения, предпочтительно, находится в интервале от 1,5 до 10% мас. и, в частности, в интервале 2-8% мас. относительно суммы компонентов (а) и (b).

Предпочтительно, используется алифатический или циклоалифатический одноатомный спирт, главным образом, по причинам реакционноспособности. В частности, ароматические спирты (фенолы) являются менее реакционноспособными, чем (цикло)алифатические спирты, но могут использоваться, в частности, в комбинации с компонентом (b), содержащим активные карбоксильные функциональные группы, такие как ангидридные функциональные группы.

Примеры одноатомных спиртов, которые могут быть указаны, которые являются подходящими для настоящего изобретения, включают в себя 1-пентанол, 3-метил-1-бутанол, 2,2-диметил-1-пропанол, 2-пентанол, 3-пентанол, 3-метил-2-бутанол, 2-метил-2-бутанол, 2-этил-2-пропанол, фенол, циклогексанол, 1-гексанол, 2-гексанол, 3-гексанол, 3,3-диметил-2-бутанол, бензиловый спирт, 2-метилфенол, 3-метилфенол, 4-метилфенол, цис-2-метилциклогексанол, транс-2-метилциклогексанол, 4-метилциклогексанол, 1-гептанол, 2-гептанол, 3-гептанол, 4-гептанол, 3-метилбензиловый спирт, 4.-метилбензиловый спирт, 2-этилфенол, 3-этилфенол, 4-этилфенол, 1-фенилэтанол, 2-фенилэтанол, 2,4-диметилфенол, 2,5-диметилфенол, 2,6-диметилфенол, 3,4-диметилфенол, 3,5-диметилфенол, 2,6-диметилциклогексанол, 1-октанол, 2-октанол, 4-октанол, 3-фенил-2-пропен-1-ол, 3-фенил-1-пропанол, 2-н-пропилфенол, 4-н-пропилфенол, 2-изопропилфенол, 2,3,6-триметилфенол, 2,4,6-триметилфенол, 1-нафтол, 2-нафтол, 7-фенил-4,6-диингепт-2-ен-1-ол, дифенилметанол, 2-хлорофенол, 3-хлорофенол, 4-хлорофенол, 2,4-дихлорофенол, 2,5-дихлорофенол, 2,6-дихлорофенол и 1-фенокси-2-этанол.

Заявителем были получены превосходные результаты с 1-фенокси-2-этанолом.

Проклеивающая композиция также, предпочтительно, содержит катализатор этерификации, который может быть выбран из оснований и кислот Льюиса, таких как глины, коллоидный и неколлоидный диоксид кремния, органические амины, четвертичный аммоний, оксиды металлов, хлориды металлов, сульфаты мочевины, хлориды мочевины и силикатсодержащие катализаторы.

Катализатором также может быть соединение, содержащее фосфор, например, гипофосфит щелочного металла, фосфат щелочного металла, полифосфат щелочного металла, (щелочной металл)водородфосфат, фосфорная кислота и алкилфосфоновая кислота. Щелочной металл, предпочтительно, представляет собой натрий или калий.

Катализатором также может быть соединение, содержащее фтор и бор, например, тетрафтороборная кислота или соль указанной кислоты, в частности, тетрафтороборат щелочного металла, такого как натрий или калий, тетрафтороборат щелочноземельного металла, такого как кальций или магний, тетрафтороборат цинка и тетрафтороборат аммония.

Предпочтительно, катализатором является гипофосфит натрия, фосфат натрия или смесь указанных соединений.

Количество катализатора, введенного в проклеивающую композицию, обычно составляет не более 20% мас. и, предпочтительно, от 1 до 10% мас., по отношению к обшей массе компонентов (а) и (b).

Проклеивающая композиция согласно настоящему изобретению может также содержать традиционные добавки, представленные ниже, в следующих пропорциях, рассчитанных по отношению на 100 мас.ч. компонентов (а)+(b):

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

от 0 до 40 мас.ч., предпочтительно, от 4 до 25 мас.ч. масла или эмульсии масла,

от 0 до 5 мас.ч. силикона,

от 0 до 20 мас.ч. полиола, иного, чем гидрированные сахара,

от 0 до 30 мас.ч. мочевины, предпочтительно, 0-20 мас.ч.,

от 0 до 30 мас.ч. удлиняющего наполнителя (удлинителя), выбранного из производных лигнина, таких как аммонийлигносульфонат ((АЛС)(ALS)) или натрийлигносульфонат, и животные или растительные белки.

Роль добавок является известной и далее кратко напоминается.

Силан является аппретом, который способен взаимодействовать как с поверхностью волокон, так и с компонентами связующего.

Масла являются противопылящими добавками и гидрофобными добавками; мочевина действует как пластификатор, а также действует возможно как регулятор времени гелеобразования проклеивающей композиции, чтобы избежать проблем преждевременного гелеобразования; удлиняющим наполнителем является органический наполнитель, который является растворимым или диспергируемым в проклеивающей композиции, что делает возможным, в частности, снизить ее стоимость.

Реакционноспособным силиконом является, предпочтительно, полидиорганосилоксан, несущий, по меньшей мере, одну гидроксильную (силанольную), карбоксильную, ангидридную, аминную, эпоксидную или винильную функциональную группу, которая способна взаимодействовать с, по меньшей мере, одной из составляющих проклеивающей композиции и/или с поверхностными силанольными группами стекла. Реакционноспособный силикон является, предпочтительно, жидкостью при комнатной температуре. Его средняя молекулярная масса составляет обычно менее или равно 50000 и, предпочтительно, менее или равно 10000.

Предпочтительно, реакционноспособный силикон содержит реакционноспособную функциональную группу, преимущественно силанольную функциональную группу, на каждом из концов его цепи.

Реакционноспособная функциональная группа реакционноспособного силикона может быть блокирована защитной группой, которая высвобождает указанную реакционноспособную функциональную группу при воздействии тепла. Пропорция реакционноспособного силикона в проклеивающей композиции обычно находится в интервале от 0,1 до 5 мас.ч., предпочтительно, от 0,3 до 3 мас.ч., преимущественно, от 0,5 до 2,5 мас.ч. и еще лучше от 0,7 до 1,8 мас.ч. на 100 мас.ч. суммы компонентов (а) и (b).

Получение проклеивающей композиции осуществляется простым смешением вышеуказанных составляющих с водой.

Проклеивающая композиция предназначается для применения в минеральных волокнах, в частности, стеклянных или каменных волокнах.

Другим предметом настоящего изобретения является способ получения изоляционного продукта на основе минеральной ваты, который способ содержит:

- нанесение водной проклеивающей композиции, как описано выше, на волокна минеральной ваты и

- выпаривание фазы растворителя из водной проклеивающей композиции и термоотверждение нелетучего остатка композиции.

Обычно проклеивающая композиция распределяется напылением на минеральные волокна на выпуске центробежного устройства и прежде, чем они собираются на приемном элементе в форме холста волокон, который затем обрабатывается при температуре, обеспечивая сшивание проклеивания и образование неплавкого связующего. Сшивание проклеивания согласно настоящему изобретению имеет место при температуре, сравнимой с температурой сшивания стандартной фенольно-формальдегидной смолы, при температуре более или равно 110°C, предпочтительно, более или равно 130°C, и, преимущественно, более или равно 140°C.

Проклеивающая композиция преимущественно имеет рН в интервале от 2 до 4, в частности, 2,5-3,5, и теоретически близко к 3.

Звукоизоляционные и теплоизоляционные продукты, полученные способом согласно настоящему изобретению из указанных проклеенных волокон, также составляют предмет настоящего изобретения.

Указанные продукты находятся обычно в форме мата или фетра из минеральной ваты, из стекла или камня, или, альтернативно, холста минеральных волокон, также их стекла или камня, предназначенного, в частности, для формования поверхностного покрытия на указанном мате или на указанном фетре. Когда компонент (а) содержит очень небольшую пропорцию восстанавливающих сахаров, продукты имеют особенно предпочтительный белый цвет.

Кроме того, изоляционные продукты имеют высокую стойкость к росту микроорганизмов, особенно плесневых грибков, которые обусловлены неферментной природой гидрированных сахаров.

Пример 1

Получают проклеивающие композиции, содержащие составляющие с характеристиками, представленными в таблице 1, выраженными в мас.ч.

Проклеивающие композиции получают при введении в контейнер воды (около 80% конечной композиции), гидрированного сахара (сироп мальтита), лимонной кислоты, гипофосфита натрия (катализатор), эмульсии противопылящего масла, силиконовой эмульсии и 1-фенокси-2-этанола с интенсивным перемешиванием.

Стеклянную вату получают технологией внутреннего центрифугирования, в которой композицию расплавленного стекла превращают в волокна с помощью инструмента, известного как «плата центрифугирования», содержащего корзину, образующую камеру для получения расплавленной композиции, и периферийную ленту, пробитую множеством отверстий: плата приводится во вращение вокруг своей оси с вертикальнй симметрией, композиция выдавливается через отверстия под действием центробежной силы, и материал, который выходит из отверстий, вытягивается в волокна с помощью потока вытягивающего газа.

Традиционно напыляющая проклеивание вершина помещается под плату, вытягивающую волокна, так, чтобы равномерно распределять проклеивающую композицию поверх стеклянной ваты, которая должна формоваться.

Минеральная вата, проклеенная указанным образом, собирается на конвейерной ленте, оборудованной камерой внутреннего отсоса, которая (лента) удерживает минеральную вату в форме фетра или холста на поверхности конвейера. Конвейер затем проходит через печь, поддерживаемую при 270°C, где составляющие проклеивания полимеризуются с образованием связующего. Получаемый изоляционный продукт имеет ширину 2,4м, номинальную плотность, равную 17,5 кг/м3, номинальную толщину примерно 82 мм и потери при воспламенении порядка 5%.

Свойства проклеивающих композиций с характеристиками, представленными в таблице 1 ниже, оцениваются в сравнении со стандартной проклеивающей композицией, содержащей фенолоформальдегидную смолу и мочевину (эталон), полученной в соответствии с примером 2, эксперимент 1 WO01/96254A1.

Предел прочности при растяжении определяют согласно стандарту ASTM C686-71T на образце, вырубленном штампом из изоляционного продукта. Образец находится в форме кольца длиной 122мм, шириной 46мм и с радиусом кривизны выреза наружного конца, равного 38мм, и с радиусом кривизны выреза внутреннего конца, равного 12,5 мм.

Образец помещают между двумя цилиндрическими шпинделями испытательной машины, один из которых является подвижным и движется с постоянной скоростью. Определяют разрывное усилие F образца, и рассчитывают предел прочности при растяжении TS, определенный по отношению разрывного усилия F (в Н) к массе образца (в г).

«Восстановление толщины» указывает упругость при сжатии конечного продукта. Для его определения прикладывается такое давление сжатия, что толщина снижается до 1 /4,8 его начального значения в течение заданного времени - в настоящем случае 90 суток (2160 ч). После снятия указанного давления сжатия толщину снова измеряют. Восстановление толщины представляет собой отношение, выраженное в процентах, толщины, измеренной после снятия давления сжатия, к начальной толщине.

Предел прочности при растяжении (TS) определяют непосредственно после получения (TS до старения) и после ускоренного старения в автоклаве при температуре 105°C при 100% относительной влажности в течение 15 мин (TS после старения).

Таблица 1

ОБРАЗЕЦ 1 2* Эталон
Фенольная смола - - 100
Гидрированный сахар (Мальтит 5575) 48 43,2 -
Лимонная кислота 52 50 -
Гипофосфит натрия 8 5 -
Противопылящая эмульсия масла
(HydroWax 88) 9,5 9,5 9,5
Сульфат аммония - - 3
Силиконовая эмульсия (DC1581) 2,1 2,1 -
Аминосилан 0,5 - 0,5
2-феноксиэтанол - 6,8 -
TS (в Н/г)
До старения 3,5/5,3 3,8/5,3 4,2/5,1
После старения 2,7/3,4 2,2/3,4 3,7/4,6
Потери при воспламенении 5,2/5,2 5,2/5,2 4,7/4,7
Восстановление толщины (%)

После 90 суток 95,2/97,8 98,1/101,5 97,9/100,8

(2160 ч)

Согласно изобретению

Все испытания проводят дважды, и в таблице 1 указаны отдельно результаты двух серий испытаний.

Можно видеть, что восстановление толщины образца 2, полученного в соответствии с изобретением, показывает восстановление толщины после 90 суток (2160 ч) лучше, чем эталонный образец, тогда как восстановление толщины сравнительного образца 1 составляет примерно на 2-3% меньше, чем у эталонного образца.

Указанные результаты показывают, что использование 6,8% мас. феноксиэтанола делает возможным значительное улучшение восстановления толщины мата минеральной ваты, полученного с гидрофильным связующим на основе гидрированных сахаров. Использование феноксиэтанола не оказывает какого-либо влияния на предел прочности при растяжении до и после старения.

1. Водная проклеивающая композиция для изоляционных продуктов на основе минеральной ваты, содержащая:

(a) по меньшей мере, один углевод, выбранный из гидрированных сахаров, восстанавливающих сахаров, невосстанавливающих сахаров и их смесей,

(b) по меньшей мере, одну многоосновную карбоновую кислоту или соль, или ангидрид такой кислоты,

(c) от 1 до 25% мас. относительно суммы компонентов (а) и (b), по меньшей мере, одного алифатического, циклоалифатического или ароматического одноатомного спирта, свободного от кислотных или основных функциональных групп и имеющего коэффициент распределения октанол/вода (lg Kow) в интервале 1-3.

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что концентрация одноатомного спирта (с) находится в интервале 1,5-10% мас. и, предпочтительно, в интервале 2-8% мас. относительно суммы компонентов (а) и (b).

3. Композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что коэффициент распределения октанол/вода находится в интервале 1,05-2,0 и, предпочтительно, в интервале 1,1-1,5.

4. Композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что одноатомный спирт выбран из алифатических и циклоалифатических одноатомных спиртов.

5. Композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что одноатомный спирт содержит, по меньшей мере, одно ароматическое кольцо.

6. Композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что одноатомным спиртом является 2-феноксиэтанол.

7. Композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что многоосновной карбоновой кислотой является мономер многоосновной карбоновой кислоты.

8. Композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что многоосновной карбоновой кислотой является лимонная кислота.

9. Композиция по п. 1, в которой пропорция гидрированных сахаров в углеводе находится в интервале от 25 до 100% мас.

10. Композиция по п. 8, отличающаяся тем, что углевод содержит, по меньшей мере 30% мас., предпочтительно, по меньшей мере, 50% мас. и, в частности, по меньшей мере, 70% мас. гидрированных сахаров.

11. Композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что гидрированный сахар выбран из продуктов гидрирования моносахаридов, дисахаридов, олигосахаридов и полисахаридов и их смесей.

12. Композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что гидрированный сахар представляет собой продукт гидрирования гидролизата крахмала.

13. Композиция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что компонент (а) и компонент (b) каждый представляет собой независимо от 30 до 70% мас. сухого вещества проклеивающей композиции.

14. Способ получения изоляционного продукта на основе минеральной ваты, указанный способ включает:

- нанесение водной проклеивающей композиции по любому из пп. 1-13 на волокна минеральной ваты и

- выпаривание фазы растворителя из водной проклеивающей композиции и термоотверждение нелетучего остатка композиции.

15. Звукоизоляционный и/или теплоизоляционный продукт, полученный способом по п. 14.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нетканым мельтблаунам, предназначенным для использования в изделиях, обладающих улученными барьерными свойствами. Нетканый мельтблаун содержит волокна мельтблауна, полученного по меньшей мере из 80 мас.% композиции полипропилена, в состав которой входит полимер пропилена, необязательно полимерный нуклеирующий агент.

Группа изобретений относится к области строительства. Нетканый мат содержит 50 - 90 вес.% рубленого стекловолокна; 10 - 50 вес.% синтетических волокон, имеющих средний диаметр волокон от около 10 до 16 мкм; и связующую композицию, представляющую собой смесь термоотверждающегося материала, термопластичного материала и связывающего агента.

Изобретение относится к защитным текстильным оболочкам и касается нетканой спиральной оболочки и способа ее изготовления. Нетканая оболочка имеет трубчатую нетканую стенку, определяющую внутреннюю полость для размещения в ней удлиненного элемента.

Нетканый материал (10) включает в себя первую область (11) и вторую область (12), образованные в направлении толщины (T); и включенные в первую область (11) составляющие волокна имеют гидрофильность, отличающуюся от гидрофильности составляющих волокон, включенных во вторую область (12), если через нетканый материал, не находящийся под давлением, пропускать 90 г искусственной мочи со скоростью 5,0 г/секунду.
Изобретение относится к способу получения объемного нетканого материала, включающему стадии: a) подготовка исходного материала для нетканого материала, содержащего волокнистые шарики и связующие волокна, b) подготовка устройства для воздушной укладки, которое имеет по меньшей мере два игольчатых валика, между которыми образуется зазор, c) обработка исходного материала для нетканого материала в устройстве способом воздушной укладки, при этом исходный материал для нетканого материала проходит через зазор между игольчатым валиком, при этом иглами вытягиваются волокна или пучки волокон из волокнистых шариков, d) укладывание на устройство для укладки и e) термическое упрочнение с образованием объемного нетканого материала.

Изобретение касается способа производства полимерных нановолокон, при котором формование полимерных нановолокон осуществляется под действием силы электрического поля на раствор или расплав полимера, находящийся на поверхности волокнообразующего электрода, около которой для электростатического формования волокна поочередно создается электрическое поле между волокнообразующим электродом (1), на который подается переменное напряжение, и ионами (30, 31) воздуха и/или газа, образовавшимися и/или подведенными в окружающее его пространство, без использования противоэлектрода, причем в зависимости от фазы переменного напряжения на волокнообразующем электроде (1) формуются полимерные нановолокна с противоположным электрическим зарядом и/или с участками с противоположным электрическим зарядом, которые после своего возникновения под действием электростатических сил группируются, образуя линейную систему в виде миниатюрного жгута или полосы, которая свободно движется в пространстве от волокнообразующего электрода (1) в направлении градиента электрических полей.

Представлен способ формирования волокон. Волокна формируют из термопластичной композиции, содержащей непрерывную фазу, которая включает матричный полимер и добавку-нановключение, по меньшей мере частично несовместимую с матричным полимером настолько, что она становится диспергированной в непрерывной фазе в виде дискретных наноразмерных фазовых доменов.
Изобретение относится к области текстильных материалов и касается прокладочного материала для мягкой мебели. Прокладочный материал содержит слоеный материал, в котором набивка из нетканого материала из прочеса термически прикреплена к тонкому верхнему слою из нетканого материала из прочеса.
Изобретение относится к материалу основания для винилового напольного покрытия и композиционному продукту, такому как композиционный продукт для кровельного материала, напольного материала или коврового материала.

Изобретение представляет вдуваемый материал утеплителя или наполнителя, а также устройство и способы его изготовления. Вдуваемый материал утеплителя или наполнителя включает многочисленные отдельные удлиненные флокулы, каждая из которых образована многочисленными волокнами.
Изобретение относится к водной связующей композиции для изоляционных продуктов на основе минеральной ваты, включающей (a) по меньшей мере один сахарид, выбранный из восстанавливающих сахаров и гидрированных сахаров, причем доля гидрированных сахаров составляет от 25 мас.% до 100 мас.%, (b) по меньшей мере одну мономерную многоосновную карбоновую кислоту, или соль, или ангидрид такой кислоты, (c) более чем 2,0 мас.%, по отношению к суммарной массе компонентов (a) и (b), по меньшей мере одного эпоксисилана.

Изобретение относится к шлихтующей композиции для изоляционных продуктов на основе минеральной ваты, в частности стекловаты или каменной ваты. Шлихтующая композиция содержит по меньшей мере один восстанавливающий сахарид, по меньшей мере один гидрогенизованный сахарид, по меньшей мере один полифункциональный сшивающий агент и по меньшей мере один полиглицерин.

Изобретение относится к шлихтующей композиции для изоляционных продуктов на основе минеральной ваты, в частности стекловаты или каменной ваты. Шлихтующая композиция содержит по меньшей мере один восстанавливающий сахарид, по меньшей мере один гидрогенизованный сахарид, по меньшей мере один полифункциональный сшивающий агент и по меньшей мере один полиглицерин.

Изобретение относится к покрытиям волоконных световодов из растворимых ароматических полиамидов и способу их изготовления. Предложено покрытие волоконного световода из ароматического гомо- или сополиамида формулы I с молекулярной массой от 35000 до 85000: ,где х:у=0-1:1-0; Способ включает вытягивание световода из заготовки.

Изобретение относится к покрытиям волоконных световодов из растворимых ароматических полиамидов и способу их изготовления. Предложено покрытие волоконного световода из ароматического гомо- или сополиамида формулы I с молекулярной массой от 35000 до 85000: ,где х:у=0-1:1-0; Способ включает вытягивание световода из заготовки.

Изобретение относится к водной композиции связующего, включающей: (1) водорастворимый компонент связующего, получаемый взаимодействием, по меньшей мере, одного алканоламина, по меньшей мере, с одной поликарбоновой кислотой или ангидридом и необязательно обработкой продукта реакции основанием; (2) продукт из соевого белка; и необязательно один или несколько следующих компонентов связующего; (3) сахар в качестве компонента; (4) мочевину.

Настоящее изобретение относится к не содержащей формальдегида проклеивающей композиции для продуктов на основе минеральных волокон, таких как стекловолокна или каменные волокна, которая содержит по меньшей мере одну гуминовую кислоту и/или фульвовую кислоту или соль этих кислот, по меньшей мере один сахарид и по меньшей мере одну аммониевую соль неорганической кислоты.

Изобретение относится к новым термостойким растворимым полиимидным покрытиям волоконных световодов и способу их изготовления. Полученные покрытия характеризуются удовлетворительной адгезией к волокну как в присутствии аппрета, так и без него.

Изобретение относится к отверждаемым излучением композициям. Отверждаемая излучением композиция для первичного покрытия оптического волокна включает, в неотвержденном состоянии, от 50% до 65% по массе композиции олигомера, включающего продукт взаимодействия: a) по меньшей мере, одного простого полиэфира многоатомного спирта, обладающего молекулярной массой от 3500 г/моль до 10000 г/моль; b) по меньшей мере, одного диизоцианата, выбранного из группы, состоящей из ароматического диизоцианата, алифатического диизоцианата и их смесей; c) по меньшей мере, одного акрилата или (мет)акрилата с концевыми гидроксигруппами; и d) спирта, выбранного из группы, включающей метанол, этиловый спирт, пропанол, бутанол, гексанол, октанол; от 30% до 50% по массе композиции смеси активных мономеров-разбавителей, включающей, по меньшей мере, два активных мономера-разбавителя, где каждый из указанных мономеров в указанной смеси включает, по меньшей мере, одну фенильную группу или фенокси-группу и, по меньшей мере, одну акрилатную группу, имеющих формулу: в которой х является целым числом от 1 до 6; n является целым числом от 1 до 5; и каждый Y, который может быть одинаковым или различным, независимо выбран из группы, состоящей из водорода, C1-C12 алкильной группы и алкиларилалкоксилированного акрилатного радикала; и, по меньшей мере, один фотоинициатор; указанная смесь активных мономеров-разбавителей не содержит существенного количества неарильных активных мономеров-разбавителей; в которой, в случае наличия арильного активного мономера-разбавителя с молекулярной массой менее приблизительно 300, его количество составляет не более чем приблизительно 10% общей массы композиции.

Изобретение раскрывает композицию связующего вещества для лигноцеллюлозного материала или минеральных волокон, которая содержит органический полиизоцианат, полученный из дифенилметандиизоцианатов (MDI) и/или их олигомеров, соединение, реакционно-способное для изоцианат, представляющее собой ароматический сложный олигоэфирполиол, воду и соль щелочного металла карбоновой кислоты в качестве катализатора, ускоряющего тримеризацию изоцианата.

Изобретение относится к линейному работающему на растяжение элементу, содержащему множество волокон. Описан линейный работающий на растяжение элемент, содержащий множество волокон и по меньшей мере 0,1 мас.% сплошных гидрофобных органических наночастиц со средним диаметром от 10 до 300 нм и среднеквадратическим отклонением σ, составляющим по меньшей мере 10% от среднего диаметра, где линейный работающий на растяжение элемент обладает линейной плотностью, составляющей по меньшей мере 10000 дтекс, и содержит по меньшей мере 80 мас.% волокон, обладающих удельной плотностью, большей 1 г/см3.

Изобретение относится к водной проклеивающей композиции для изоляционных продуктов на основе минеральной ваты. Композиция содержит: по меньшей мере, один углевод, выбранный из гидрированных сахаров, восстанавливающих сахаров и их смесей, по меньшей мере, одну многоосновную карбоновую кислоту или соль, или ангидрид такой кислоты, от 1 до 25 мас. относительно суммы компонентов и, по меньшей мере, одного алифатического, циклоалифатического или ароматического одноатомного спирта, свободного от кислотных или основных функциональных групп и имеющего коэффициент распределения октанолвода в интервале 1-3. Технический результат – улучшение механических свойств изоляционных продуктов. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 табл.

Наверх