CZ288416B6

CZ288416B6 - Process for producing product based on mineral wool

Info

Publication number: CZ288416B6
Application number: CZ19972652A
Authority: CZ
Inventors: Mathijs Johannus Anthoni Huijs; Jean Marie Wilhelmus Cuypers; Thor Husemoen
Original assignee: Rockwool Lapinus Bv
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1996-02-20
Publication date: 2001-06-13
Also published as: SK112497A3; KR19980702344A; DE69617212T3; ES2163616T5; DK0810981T4; DE69617212D1; HUP9801245A3; NO973811D0; FI973410L; FI973410A0; JPH11500497A; CN1053879C; CA2213497C; SK282871B6; CN1179140A; ATE209168T1; DE69617212T2; NO321141B1; EE9700180A; FI121011B

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká způsobu výroby produktu na bázi minerální vlny. Produkt podle vynálezu je určen pro použití jako například izolace proti teplu a ohni, protipožární ochrana, prostředek pro snížení hluku a zesílení různých materiálů, jako jsou plastické hmoty a výplně. Vynález se zvláště týká způsobu výroby produktu na bázi minerální vlny, při kterém se používá jako vytvrditelná vazná látka fenolformaldehydová pryskyřice.

Dosavadní stav techniky

Pryskyřičné prostředky založené na fenolformaldehydové pryskyřici jsou jako teplem vytvrditelné vazné látky v oboru dobře známy.

US-A-3 231 349 se týká výroby sklovitých vláknitých výrobků a předcházení zápachu při výrobě. Používaná pryskyřičná směs obsahuje nadbytek fenolu a médium pro řízení pH a obsahuje těkavé aminosloučeniny a kysele reagující látky.

Pryskyřičný prostředek je možno použít v nepolymerizované nebo v částečně polymerizované formě. Pryskyřičný prostředek se rozprašuje do proudu skla, po kontaktu s minerálními vlákny se na ně ukládá a vytvrzuje se působením teploty, přičemž se vlákna obsahující minerální vlnu vytvrzenou pryskyřici vzájemně spojí.

Fenolformaldehydová pryskyřice obsahuje fenol i formaldehyd v molámím poměru 1 :2,8 a více, jako až do 1 : 6. Obecně je množství formaldehydu větší než stechiometrické množství jako například poměr 1 : 3,1 až 1 : 5, například 1 : 3,4. Přebytek formaldehydu zabrání možné přítomnosti zbylého fenolu v plynné formě v proudu plynu a jeho úniku do prostředí po rozprášení pryskyřičného prostředku a odpaření v něm přítomné vody.

Pryskyřičný prostředek obvykle obsahuje také amoniak za účelem navázání přebytečného formaldehydu vůči fenolu za vytvoření aminových sloučenin, jako je hexamethylentetramin.

Nevýhoda použití takové fenolformaldehydové pryskyřice a vodného prostředku s obsahem amoniaku je únik amoniaku v koncentraci až do 200 ppm.

Cílem předkládaného vynálezu je vyřešit tuto nevýhodu úniku amoniaku, přičemž toto řešení je lacinější než používaný způsob odstranění amoniaku z plynu, například použitím praček plynu. Podmínkou je samozřejmě to, že není nepříznivě ovlivněno vytvrzování fenolformaldehydové pryskyřice a nezvýší se únik fenolu a/nebo formaldehydu.

Podstata vynálezu

Vynález je založen na zjištění, že únik amoniaku je možno výrazně snížit neutralizací amoniaku v pryskyřičném prostředku použitím cukerné sloučeniny. Cukerná sloučenina může být přidána před použitím vazné látky nebo dokonce před přídavkem amoniaku. Podle jednoho způsobu výroby se přidává tato cukerná složka před rozprášením pryskyřičného prostředku, čímž se zabrání eventuální neutralizaci a tím snížení účinku amoniaku jako stabilizátoru pryskyřice reakcí amoniaku s cukernou sloučeninou. Je možný přídavek cukerné sloučeniny v průběhu přípravy pryskyřice. Pryskyřičný prostředek se může stát nestabilním a nevhodným pro použití jako vazná látka pro minerální vlnu. Vynález proto navrhuje, že cukerná sloučenina a/nebo

-1 CZ 288416 B6

amoniak se přidá k pryskyřičnému prostředku těsně před nanášením pryskyřičného prostředku na minerální vlnu. Optimální způsob přípravy zahrnuje přídavek amoniaku nebo amoniové skupiny jako poslední složky právě před nanášením vazné látky založené na pryskyřici na minerální vlnu.

Způsob podle vynálezu proto poskytuje způsob výroby produktu na bázi minerální vlny, který zahrnuje:

i) přípravu vodného prostředku, obsahujícího fenolformaldehydovou pryskyřici obsahující fenol a formaldehyd v molámím poměru 1 : 2,8 až 1 : 6, amoniak a cukerný prostředek;

ii) nanášení prostředku na minerální vlnu; a iii) vytvrzení minerální vlny za vytvoření produktu.

Jedno provedení tohoto způsobu zahrnuje:

i) přípravu vodného prostředku obsahujícího fenolformaldehydovou pryskyřici a amoniak;

ii) smísení pryskyřičného prostředku s cukerným prostředkem;

iii) nanesení směsi pryskyřičného prostředku a cukerného prostředku na minerální vlnu; a iv) vytvrzení minerální vlny za vytvoření produktu.

Další provedení tohoto způsobu zahrnuje:

i) přípravu vodného prostředku obsahujícího fenolformaldehydovou pryskyřici a cukerný prostředek;

ii) smísení pryskyřičného prostředku s vodným prostředkem obsahujícím amoniak;

Ještě další provedení zahrnuje:

i) přípravu prostředku obsahujícího fenolformaldehydovou pryskyřici;

ii) smísení pryskyřičného prostředku s cukerným prostředkem a svodným prostředkem s obsahem amoniaku;

Je třeba uvést, že v zásadě je možné rozprášit cukerný prostředek a pryskyřičný prostředek odděleně a nanést je na vlákna, dokud může amoniak reagovat s cukernou sloučeninou před přechodem do plynné fáze. Pro dosažení optimálního způsobu se však důrazně doporučuje mísit 50 cukerný prostředek obsahující pryskyřičný prostředek s amoniakem krátce před rozprašováním.

Cukerná sloučenina, obecně cukerný prostředek, může obsahovat jakoukoliv vhodnou cukernou sloučeninu, pokud tato cukerná sloučenina vstupuje do reakce s amoniakem a podstatně neovlivňuje účinek pryskyřičného prostředku. Vhodnými cukernými sloučeninami jsou aldózy

-2CZ 288416 B6 aketózy, jako monosacharidy, například glukóza afruktóza, disacharidy jako sacharóza, maltóza, laktóza, oligosacharidy jako je sirup, zvláště glukózový a fruktózový sirup a polysacharidy, zvláště ve vodě rozpustné polysacharidy jako je dextrin a škrob. Je nutno zdůraznit, že cukerný prostředek může obsahovat jednu nebo více těchto cukerných sloučenin. Cukerný prostředek může být ve formě pevné látky, disperze, ale s výhodou jako roztok ve vodě. Tím je možné dosáhnout optimálního smísení s vodným piyskyřičným prostředkem. Cukerný prostředek je ve formě vodného roztoku, který obvykle obsahuje 1 - 80 % hmotnostních, s výhodou 15 80 % hmotnostních, obecně 35 - 75 % hmotnostních, například 50 % hmotnostních cukerné sloučeniny ve vodě. Množství přidaného cukerného prostředku vzhledem k piyskyřičnému prostředku je s výhodou takové, že cukerná sloučenina se přidá ve stechiometrickém poměru nebo přebytku vzhledem k amoniaku, tj. v takovém množství, že se výrazně sníží únik amoniaku.

Množství cukerné sloučeniny v cukerném prostředku a množství cukerného prostředku, které má být vzhledem k pryskyřičnému prostředku, obsahujícího tento amoniak použito, je možno zjistit rutinními experimenty tak, že množství amoniaku se podstatně sníží. Může být například použito pryskyřičných prostředků a cukerných prostředků, které každý obsahují stejné množství pryskyřice a cukru, přičemž je možné optimální míšení obou prostředků při dostatečně nízké viskozitě.

Produkty z minerální vlny získané podle vynálezu zahrnují produkty z minerální vlny, skleněné vlny, struskové vlny a jejich směsi. Délka vláken a průměr vláken minerální vlny jsou typické, používané u různých typů minerální vlny.

V případě potřeby může pryskyřičný prostředek obsahovat přídavné látky pro optimální polymerizaci, jako jsou amidy, zvláště močovina. V případě močoviny je však třeba uvést, že nemá žádný vliv na vazebný účinek cukru podle vynálezu, protože únik amoniaku se podstatně nesníží.

Pro optimální přilnutí a rozprostírání pryskyřice na vláknech minerální vlny mohou být přidávány látky zvyšující přilnavost a rozprostírání, jako je silikonový olej a silany.

Výše uvedené a jiné vlastnosti způsobu pro přípravu minerální vlny s použitím fenolformaldehydové piyskyřice, při kteiých se silně sníží únik amoniaku, budou dále osvětleny na provedeních, která jsou však udávána pouze jako příklady a nemají být považována za omezení vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Běžný pryskyřičný prostředek se vyrábí s molámím poměrem mezi fenolem a formaldehydem 1 :3,4 s přídavkem katalyzátoru do pH >8,6. Když je dosaženo teploty > 80 °C, přidá se v množství 1 díl na 0,77 dílu fenolu 50 % cukerný prostředek na bázi glukózového sirupu (3 % dextrózy, 11 % maltózy, 17 % maltotriózy a 69 % oligo- a polysacharidů). Když je pryskyřice schopna rozpustit přibližně 8 dílů vody na 1 díl pryskyřice, přidá se močovina v množství 1 díl močoviny na 1,6 dílu použitého fenolu. Pryskyřice se zředí vodou na obsah 40 % sušiny a ochladí se na 20 °C. Další den (nebo týden) se katalyzátor neutralizuje, přidá se amoniak a pryskyřice se dále zředí vodou na obsah 20 % sušiny. Množství amoniaku se nastaví pro ředitelnost vodou přibližně 1 díl pryskyřice na 3 díly vody. V porovnání s běžným pryskyřičným prostředkem bez glukózového sirupu se sníží únik amoniaku na méně než 50 ppm.

-3 CZ 288416 B6

Příklad 2

Běžný pryskyřičný prostředek (44 % hmotnostních) obsahoval 8 % hmotnostních amoniaku a 12 % močoviny. Tento pryskyřičný prostředek se ředí vodou na 15 % hmotnostních a obsahuje přibližně 3 % hmotnostní amoniaku. Díky přítomnosti amoniaku je pryskyřičný prostředek snadno ředitelný vodou a stabilní při skladování. Pryskyřičný prostředek dále obsahuje silanovou sloučeninu.

Odděleně se připraví cukerný prostředek na bázi glukózového sirupu (3 % dextrózy, 11 % maltózy, 17% maltotriózy a 69% oligo- a polysacharidů). Glukózový sirup se ředí na 15% hmotnostních.

Tři díly zředěného pryskyřičného prostředku a jeden díl cukerného prostředku se spolu smísí bezprostředně před rozprášením do otáčecí komory, ve které se běžným způsobem vyfukují vlákna v proudu vzduchu. Směs pryskyřičného prostředku a cukerného prostředku se ukládá na vlákna a po vytvrzení vytvoří pevnou vazbu mezi vlákny minerální vlny.

Když se použije samotného pryskyřičného prostředku nebo po zředění jedním dílem vody je množství unikajícího amoniaku přibližně 200 ppm. Když se však zředí pryskyřičný prostředek podle vynálezu cukerným prostředkem, únik amoniaku se podstatně sníží, na méně než 50 ppm.

Příklad 3

Připraví se pryskyřice s molámím poměrem fenolu k formaldehydu 1 : 3,8 a přidá se bazický katalyzátor pro nastavení pH na hodnotu >8,6. Když je reakční teplota vyšší než 80 °C, přidá se 75 % roztok cukru. Roztok cukru je připraven na bázi glukózového sirupu (3 % dextrózy, 11% maltózy, 17 % maltotriózy a 69 % oligo- a polysacharidů). Cukerný roztok se přidá k pryskyřici v množství 1 díl cukerného roztoku na 0,77 dílů fenolu. Když se dosáhne ředitelnosti vodou 1 díl pryskyřice na 8 dílů vody, přidá se močovina: jeden díl močoviny najeden díl použitého fenolu.

Pryskyřice se potom naředí vodou na koncentraci sušiny 40 % a pryskyřice se ochladí na 20 °C. Před uvažovaným nanášením na vlákna se pryskyřice zředí na 20 % sušiny, použitý katalyzátor se neutralizuje a přidá se amoniak pro dosažení ředitelnosti vodou 1 díl pryskyřice na 3 díly vody.

Unik amoniaku z výroby minerálních vláken byl snížen na méně než 30 ppm.

Odborníkům v oboru bude zřejmé, že jsou možné všechny druhy změn ve složení pryskyřičného prostředku a cukerného prostředku, pokud oba prostředky přijdou vzájemně do styku v takovém okamžiku, že pryskyřičný prostředek zůstane stabilní, na vláknech se vytvoří patřičně vytvrzená vazná hmota a výrazně se sníží únik amoniaku. Z toho plyne, že množství použitého fenolu, formaldehydu, amoniaku a cukru se rutinním experimentem vzájemně upraví tak, že dojde k výraznému snížení úniku fenolu, formaldehydu a amoniaku podle vynálezu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby produktu na bázi minerální vlny, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

i) připraví se vodný prostředek, obsahující fenolformaldehydovou pryskyřici s obsahem fenolu a formaldehydu v molámím pornem 1 : 2,8 až 1 : 6, amoniak a cukerný prostředek;

i i) prostředek se nanese na minerální vlnu; a iii) minerální vlna se vytvrdí za vytvoření produktu.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tí m, že zahrnuje následující kroky:

i) připraví se vodný prostředek obsahující fenolformaldehydovou pryskyřici a amoniak;

ii) pryskyřičný prostředek se smísí s cukerným prostředkem;

iii) směs pryskyřičného prostředku a cukerného prostředku se nanese na minerální vlnu; a iv) minerální vlna se vytvrdí za vytvoření produktu.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

i) připraví se vodný prostředek obsahující fenolformaldehydovou pryskyřici a cukerný prostředek;

ii) smísí se pryskyřičný prostředek s vodným prostředkem obsahujícím amoniak;

iii) směs pryskyřičného prostředku a cukerného prostředku se nanese na minerální vlnu; a iv) minerální vlna se vytvrdí za vytvoření produktu.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky:

i) připraví se prostředek obsahující fenolformaldehydovou pryskyřici;

ii) pryskyřičný prostředek se smísí s cukerným prostředkem a s vodným prostředkem s obsahem amoniaku;

iii) směs pryskyřičného prostředku a cukerného prostředku se nanese na minerální vlnu; a iv) minerální vlna se vytvrdí za vytvoření produktu.
5. Způsob podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že do pryskyřičného prostředku se přidá amoniak v množství pro dosažení pH většího než 7.

-5CZ 288416 B6
6. Způsob podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, žepH pryskyřičného prostředkuje 8 až 11, s výhodou 8 až 10, ještě výhodněji 8,5 až 9,5.
7. Způsob podle některého z nároků laž6, vyznačující se tím, že cukerný prostředek obsahuje monosacharidy, disacharidy, oligosacharidy a/nebo polysacharidy.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že cukerný prostředek obsahuje glukózu, fruktózu, sacharózu, maltózu, melasu a/nebo dextrin.
9. Způsob podle některého z nároků laž8, vyznačující se tím, že cukerný prostředek se přidá jako vodný roztok o koncentraci 1 až 80 % hmotnostních, s výhodou 15 až 80 % hmotnostních.
10. Způsob podle některého z nároků laž8, vyznačující se tím, že cukerný prostředek se přidá vzhledem k amoniaku ve stechiometrickém poměru nebo v přebytku.