ES2271635T3

ES2271635T3 - Disolucion acuosa de resina de compuesto fenolico-formaldehido-aminoalcohol, procedimiento de preparacion, composicion de encolado de fibras minerales que contiene dicha resina y productos resultantes.

Info

Publication number: ES2271635T3
Application number: ES03756503T
Authority: ES
Inventors: Serge Tetart
Original assignee: Saint Gobain Isover SA France
Current assignee: Saint Gobain Isover SA France
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2003-07-23
Publication date: 2007-04-16
Anticipated expiration: 2023-07-23
Also published as: FR2842815B1; US7704603B2; WO2004011519A1; DE60307661T2; EP1551892A1; ATE336530T1; DE60307661D1; AU2003281682A1; US20060128888A1; FR2842815A1; EP1551892B1

Abstract

Resina líquida, destinada especialmente para el encolado de fibras minerales, presentando una capacidad de dilución en agua a 20ºC, al menos igual a 1000% caracterizada porque está constituida por al menos 70% en peso de condensados obtenidos a partir de un compuesto fenólico, formaldehído y un aminoalcohol según la reacción de Mannich.

Description

Disolución acuosa de resina de compuesto fenólico-formaldehído-aminoalcohol, procedimiento de preparación, composición de encolado de fibras minerales que contiene dicha resina y productos resultantes.

La presente invención se refiere al sector de las resinas a utilizar para la preparación de composiciones de pegamento para fibras minerales. Más específicamente, trata de la preparación de una resina formada por condensación de un compuesto fenólico, de formaldehído y de un aminoalcohol, a los encolados acuosos que comprenden una resina de este tipo y a los productos a base de fibras minerales formados por medio de estos encolados.

Las resinas fenólicas forman parte de las resinas termoendurecibles capaces de formar una red tridimensional y, bajo este concepto, se utilizan frecuentemente como constituyentes de base de las composiciones de encolado de fibras minerales, permitiendo estas fibras la fabricación de aislantes térmicos y acústicos, velos de fibras de vidrio, así como sustratos para el cultivo fuera del suelo.

La composición de encolado se aplica sobre fibras que se pueden obtener por diferentes procedimientos, por ejemplo según la técnica conocida de fibración centrífuga interna o externa. La centrifugación interna consiste en introducir el material en fusión (en general de vidrio o de roca) en un dispositivo centrífugo que comprende una multitud de pequeños orificios, siendo proyectado el mineral hacia la pared periférica del dispositivo por la acción de la fuerza centrífuga, saliendo en forma de filamentos. A la salida del dispositivo centrífugo, los filamentos son estirados y arrastrados por una corriente gaseosa que tiene una temperatura y velocidad elevadas, hacia un órgano receptor para formar una napa de fibras.

Para asegurar la ensambladura de las fibras entre sí, a la salida del dispositivo centrífugo se proyecta sobre las fibras la composición de encolado que contiene la resina termoendurecible. La napa de fibras revestidas por la cola se somete a un tratamiento térmico (a una temperatura superior a 100ºC) con el fin de efectuar la policondensación de la resina y obtener así un producto endurecido que tenga las propiedades requeridas para formar un producto para aislamiento térmico y/o fónico, especialmente una estabilidad dimensional, una resistencia a la tracción, un recuperación del espesor después de la compresión y un color homogéneo.

La composición para el encolado destinada a ser pulverizada sobre las fibras está constituida por la resina que se presenta generalmente en forma de una solución acuosa a la cual se añade un catalizador y, eventualmente, aditivos que juegan un papel particular (lubricación, reducción de polvo, regulación de la viscosidad), ...)

Entre las resinas fenólicas, las que pertenecen a la familia de los "resols" son particularmente requeridas puesto que, además de ser aptas para la reticulación bajo la acción del calor, son muy solubles en agua; poseen una buena afinidad por las fibras minerales, en particular de vidrio, y son relativamente poco costosas.

Las propiedades requeridas para la composición de encolado dependen esencialmente de las características de la resina. Desde el punto de vista de la aplicación, una composición de encolado debe poseer una buena aptitud para la pulverización, poderse depositar en la superficie de las fibras y unirlas entre sí. la aptitud para la pulverización está directamente ligada a la capacidad que posee la resina de poder ser diluida en una gran cantidad de agua. Esta aptitud para la dilución se caracteriza por la "diluibilidad" (capacidad de dilución) que se define como el volumen de agua desionizada que, a una temperatura dada, es posible añadir a una unidad de volumen de la solución acuosa de resina antes de la aparición de una turbidez permanente. Generalmente, se considera que una resina es apta para ser utilizada como un encolado cuando su diluibilidad es igual o superior a 1000% a 20ºC, durante al menos 8 días, o mejor todavía cuando es igual o superior a 2000% (diluibilidad infinita).

Cada vez más se intenta obtener composiciones que satisfagan igualmente las exigencias medioambientales y toxicológicas, es decir composiciones que contienen o generan gases indeseables lo menos posible, o productos que puedan afectar la salud humana.

A este respecto, las resinas fenólicas de tipo resol no proporcionan entera satisfacción. Se obtienen por condensación, en medio básico, de fenol y formaldehído en exceso y, por consiguiente, el contenido residual en productos de desecho, especialmente de formaldehído, es generalmente elevado.

Para mantener este contenido en los límites aceptables, se conoce el hecho de añadir a la resina una cantidad suficiente de urea, la cual reacciona con el formaldehído libre formando condensados de urea-formaldehído (véase el documento EP-A-0 148 050). Se obtiene así una resina que contiene condensados de fenol-formaldehído y de urea-formaldehído que tienen un contenido en formaldehído libre de aproximadamente 3% y una tasa de fenol libre poco elevada, lo suficientemente baja como para que la resina sea calificada como que no genera emisiones gaseosas que atenten al medio ambiente. Además, permanece en la resina un exceso de urea que se transforma en amoniaco en la fase del tratamiento ulterior que apunta a efectuar la policondensación, contribuyendo por este hecho a aumentar la cantidad de gases indeseables en los efluvios. Además, los condensados de urea-formaldehído son térmicamente poco estables y son degradados en formaldehído y urea después de esta misma etapa de policondensación. Otro inconveniente es que los condensados de urea-formaldehído son poco solubles en agua, lo que hace necesario conservar la resina a una temperatura baja (del orden de 14-16ºC) con el fin de evitar que cristalicen y formen depósitos que ponen en riesgo de obstruir las canalizaciones de transvase y las boquillas de pulverización de la cola.

En el documento EP-A-0 480 778 se ha propuesto reducir el contenido en fenol y en formaldehído libres sustituyendo la urea por una amina que reaccione con el fenol y el formaldehído residuales según la reacción de Mannich para formar un producto de condensación cuya estabilidad térmica se encuentre mejorada. El contenido en formaldehído libre de esta resina es inferior a 0,5%.

Las resinas que se acaban de describir se obtienen todas ellas haciendo reaccionar primero el fenol y el formaldehído para formar los condensados de fenol-formaldehído, después, en una etapa siguiente, condensando el formaldehído y, eventualmente, el fenol que no haya reaccionado, con la urea o la amina. Por consiguiente, la resina está constituida en esencia por condensados de fenol- formaldehído que contienen grupos metilol. Como ya se ha indicado, las fibras revestidas por el encolado se llevan a una temperatura superior a 100ºC con el fin de efectuar la reticulación. Bajo el efecto de la temperatura, los grupos metilol de la resina reaccionan junto o con el fenol residual para formar puentes de metileno, o son degradados, lo cual en cualquier caso se traduce en la liberación de formaldehído y, por lo tanto, en un aumento de los gases indeseables.

La presente invención tiene por objeto una nueva resina que presente características satisfactorias para ser utilizada en una composición de encolado pulverizable y que tenga una baja capacidad de producir emisiones gaseosas indeseables, especialmente en cuanto a formaldehído, es decir que la resina posea un bajo contenido en formaldehído libre y que, además, no permita que éste sea liberado durante el tratamiento de las fibras que apunta a reticular el encolado que las reviste.

Otro objeto de la invención es un procedimiento para la fabricación de la resina a partir de un compuesto fenólico, formaldehído y un aminoalcohol, que no requiere utilizar urea o una amina para disminuir el contenido en formaldehído libre.

La invención tiene también por objeto una composición de encolado que comprende dicha resina, su utilización para encolar fibras minerales con vistas a formar productos para el aislamiento térmico y/o fónico, y los productos así obtenidos.

La resina líquida según la invención destinada a ser utilizada en una composición de encolado de fibras minerales contiene esencialmente condensados de compuesto fenólico-formaldehído-aminoalcohol. Ésta presenta una tasa de formaldehído libre preferentemente inferior a 0,4% del peso total de la resina. Posee una capacidad de dilución, medida a 20ºC, al menos igual al 1000% y contiene, además, un contenido en fenol libre inferior al 0,02% del peso total de la resina. La resina es además estable térmicamente, es decir que está prácticamente exenta de grupos metilol susceptibles de generar formaldehído en las condiciones de reticulación aplicadas a las fibras revestidas con la composición de encolado.

Para evaluar la estabilidad térmica, la composición de encolado que contiene la resina se somete a un ensayo que simula las condiciones térmicas impuestas para la fabricación de un producto de aislamiento tal como el descrito anteriormente. Se considera que la resina es térmicamente estable y poco apta para liberar gases indeseables si la cantidad de formaldehído liberado es inferior o igual a 5 g por 1 kg de material seco de una solución de encolado al 26,6% en peso en agua.

Según la invención, la resina se forma por reacción de Mannich, que tiene lugar por condensación de un compuesto fenólico, formaldehído y un aminoalcohol.

El compuesto fenólico puede ser, por ejemplo, fenol, un cresol tal como o-cresol, m-cresol o p-cresol, resorcinol y las mezclas de estos compuestos. Se prefiere fenol.

El aminoalcohol conforme a la invención se elige entre los compuestos que responden a la fórmula siguiente:

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en la cual R_{2} y R_{2}, idénticos o diferentes, representan H, una cadena hidrocarbonada lineal o ramificada de C_{1}-C_{10}, preferentemente de C_{2}-C_{5}, pudiendo contener una o varias insaturaciones y uno o varios radicales OH, conteniendo al manos uno de R_{1} o R_{2} un radical OH.

De preferencia, el radical OH lo porta el átomo de carbono terminal de la cadena hidrocarbonada y, preferentemente, cada radical R_{1} y R_{2} porta una función hidroxilo en el carbono terminal de la cadena hidrocarbonada. Ventajosamente, el número total de radicales OH no excede de 8.

A modo de ejemplos de estos aminoalcoholes se pueden citar la monoetanolamina y la dietanolamina. Se prefiere la monoetanolamina.

Para obtener la resina tal como se define anteriormente, la invención propone un procedimiento que consiste en hacer reaccionar el compuesto fenólico simultáneamente con el formaldehído y el aminoalcohol en una relación molar de formaldehído/compuesto fenólico superior a 1, y enfriar la mezcla de reacción. La invención se caracteriza porque el formaldehído y el aminoalcohol se ponen a reaccionar simultáneamente con el compuesto fenólico y, de manera ventajosa, de manera progresiva, lo que permite un mejor control del desprendimiento de calor ligado al carácter exotérmico de la reacción de condensación.

Más particularmente, se hace reaccionar formaldehído, aminoalcohol y compuesto fenólico en una relación molar de formaldehído/compuesto fenólico comprendida entre 2 y 3, preferentemente igual a aproximadamente 3, hasta la obtención de una tasa de conversión del compuesto fenólico de al menos 99%. La tasa de conversión del compuesto fenólico es el porcentaje de compuesto fenólico que ha participado en la reacción de condensación de compuesto fenólico-formaldehído-aminoalcohol con relación a 100% del compuesto fenólico inicial.

La reacción de condensación se detiene a continuación, por enfriamiento de la mezcla de reacción, a un estado que corresponde a una resina que tiene una capacidad de dilución superior al 1000% y, por regla general, superior al 2000%.

Según la invención, la adición de formaldehído y aminoalcohol se hace simultáneamente y, de manera ventajosa, progresivamente al compuesto fenólico. El formaldehído y el aminoalcohol se introducen preferentemente por separado, pero es igualmente posible añadirlos en forma de mezcla. En este caso, se recomienda trabajar a una temperatura relativamente baja para evitar que los compuestos puedan reaccionar entre si antes de entrar en contacto con el compuesto fenólico.

La reacción según la invención entre el compuesto fenólico, el aldehído y el aminoalcohol se efectúa de manera casi estequiométrica lo cual permite alcanzar contenidos en formaldehído y en fenol residuales particularmente bajos. Por consiguiente, ya no es necesario captar el exceso de compuesto fenólico y/o de formaldehído con urea o una amina.

Cualquiera que sea la relación molar de formaldehído/compuesto fenólico utilizado, la resina tiene un contenido en formaldehído libre que permanece inferior a 0,4%, preferentemente inferior a 0,25%, y un contenido en fenol libre inferior a 0,02%, preferentemente inferior a 0,01% con relación a la resina líquida. Esto ha sido posible por el hecho de que la introducción de formaldehído y de aminoalcohol se hace progresivamente, permitiendo así tener una tasa de conversión en compuesto fenólico particularmente elevada y reducir, por lo tanto, la cantidad de compuesto fenólico libre en la resina final.

La reacción de condensación no requiere catalizador, lo cual es una ventaja consecuente en lo referente a los resoles clásicos que necesitan la adición de una base, debiendo ser neutralizada enseguida esta base con un ácido al final de la reacción para evitar que la resina evolucione con el tiempo. Las sales formadas, especialmente cuando contienen Na, son conocidas para disminuir la resistencia al envejecimiento de los productos de fibras encoladas con este tipo de resinas, formados. En la invención, del hecho de que no sea necesario utilizar un catalizador inorgánico, la resina presenta una tasa de cenizas muy baja, generalmente inferior a 0,04% en peso con relación a la resina seca o inferior a 0,02% con relación a la resina líquida.

Más particularmente, la preparación de la resina tiene lugar según un ciclo de temperatura que se divide esquemáticamente en tres fases: una fase de calentamiento, una fase que lleva un nivel de temperatura y una fase de enfriamiento.

En la primera etapa, se hace reaccionar el compuesto fenólico simultáneamente con formaldehído y aminoalcohol calentando progresivamente la mezcla de reacción hasta una temperatura comprendida entre 60 y 100ºC y, de preferencia, igual a aproximadamente 75ºC, estando comprendidas las relaciones molares entre formaldehído/compuesto fenólico y aminoalcohol/compuesto fenólico entre 2 y 3, de preferencia del orden de aproximadamente 3.

Después de la segunda fase (nivel de temperatura), la temperatura del medio de reacción alcanzada durante la primera fase se mantiene hasta que se obtiene una tasa de conversión del compuesto fenólico al menos igual al 99%, lo que corresponde a una diluibilidad infinita (superior a 2000%). La duración de este nivel es preferentemente del orden de 100 a 200 minutos.

La tercera fase de enfriamiento se lleva de manera que la temperatura de la mezcla de reacción alcance 20 a 25ºC. En el presente caso, la velocidad de enfriamiento no es crítica y puede ser, por ejemplo, de 1ºC por minuto.

La resina obtenida está constituida esencialmente por condensados del compuesto fenólico-formaldehído-aminoalcohol. Por "esencialmente" es necesario entender que los condensados de compuesto fenólico-formaldehído-aminoalcohol representan al menos 70% del peso total de la resina, calculado sobre la base de la resina seca, preferentemente al menos 90%.

La invención tiene también por objeto una composición de encolado destinada a revestir fibras minerales especialmente fibras de vidrio o de roca, así como las fibras encoladas obtenidas, sirviendo más particularmente estas fibras para fabricar productos de aislamiento.

La composición de encolado comprende la resina según la invención, un agente que permita la regulación y, eventualmente, aditivos.

La composición de encolado según la invención comprende, expresada en partes de material seco, 18 a 65 partes en peso de resina y 10 a 82 partes en peso de agente de reticulación.

En el marco de la invención, el agente de reticulación es un compuesto que contiene al menos dos funciones susceptibles de reaccionar con las funciones amina o las funciones hidroxilo de la resina. A modo de ejemplos, se pueden citar el formaldehído, las aminas tales como HMTA, los ácidos tales como ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido cítrico, los (poli)ácidos carboxílicos o acrílicos) de masa molecular elevada, del orden de 500, comprendida de preferencia entre 1000 y 5000, los anhídridos de estos ácidos y las mezclas de estos compuestos. De preferencia, se utiliza el ácido cítrico y/o un anhídrido ftálico, isoftálico o tereftálico.

De manera general, la composición de encolado comprende los aditivos siguientes para 100 partes en peso de material seco de resina y de agente de reticulación:

-: 0 a 20 partes de un aceite, de preferencia 5 a 15 partes,

-: 0 a 2 partes de un silano, de preferencia del orden de 0,4 partes.

La misión de los diversos constituyentes de la composición de encolado es bien conocida y no se recuerda aquí más que brevemente:

-: el agua tiene la misión de lubricante, permite ajustar la viscosidad y, después de la pulverización, permite enfriar las fibras y limitar los fenómenos de pre-gelificación,

-: el aceite asegura la lubricación de las fibras, permite reducir el polvo que se pueda generar en el curso de la manipulación de los productos acabados (napas aislantes, por ejemplo) y mejora la sensación al tacto. El aceite se elige generalmente entre los aceites inertes frente a los demás constituyentes, emulsionado con agua o pudiendo ser emulsionado,

-: el silano asegura la unión entre la fibra mineral y la resina, lo que permite reforzar las propiedades mecánicas, y mejora la resistencia al envejecimiento. Los silanos son generalmente aminosilanos.

De manera ventajosa, el silano es un aminosilano, en particular el \gamma-aminopropiltrietoxisilano, comercializado bajo la referencia Silquest® A1100 por Crompton. En cuanto al aceite, está constituido por hidrocarburos extraídos del petróleo, esencialmente de los alcanos, tal como el aceite Mulrex® comercializado por Mobil Oil.

Los productos obtenidos a partir de las fibras anteriormente citadas constituyen igualmente objeto de la invención. Como se indica más arriba, estos productos pueden tomar la forma de una napa o de un velo de fibras minerales y se forman por confección de napas de fibras minerales unidas entre sí por el encolado, el cual en su forma reticulada es sólido, infusible e insoluble en agua:

El velo de fibras minerales, especialmente de fibras de vidrio, posee generalmente un gramaje comprendido entre 10 y 300 g/m^{2} y, de preferencia, comprende al menos 1%, hasta al menos 2% e incluso más de 4% en peso de encolado. Además de que se puede utilizar solo, el velo está destinado más particularmente a ser colocado sobre al menos una cara exterior de una napa aislante tal como se describe más arriba.

Estos productos están especialmente destinados a formar aislantes térmicos y acústicos, en particular para la construcción y para los hornos domésticos, y sustratos para cultivos hidropónicos.

Los ejemplos siguientes no limitativos permiten ilustrar la invención.

Ejemplo 1

En un reactor de 2 litros equipado con un sistema de agitación, un condensador, un termómetro y entradas para los reactivos, mantenido a 45ºC, se introducen 198,1 g de fenol al 99,8% (2,10 moles). Con ayuda de 2 bombas dosificadoras se introduce simultáneamente, en 30 minutos, 127,75 g de una solución acuosa de formaldehído al 37% (1,57 moles) y 97,03 g de monoetanolamina al 99% (1,57 moles). Durante este periodo, la temperatura se eleva regularmente para alcanzar 55ºC.

De nuevo, se introduce en 30 minutos la misma cantidad de formaldehído y monoetanolamina con ayuda de 2 bombas dosificadoras elevando la temperatura de manera regular a 75ºC.

El reactor se mantiene a esta temperatura durante un periodo de 60 minutos en el transcurso del cual se añade por la parte baja de las bombas dosificadoras 255,75 g de formaldehído (3,15 moles) y 194 g de monetanolamina (3,14 moles). La mezcla de reacción se mantiene a esta temperatura durante 80 minutos suplementarios, después se enfría. Cuando la temperatura alcanza aproximadamente 25ºC, se recupera la resina en forma de una solución acuosa límpida que tiene una capacidad de dilución infinita. Después de 8 días de conservación a 20ºC, la solución de resina tiene un contenido en fenol libre inferior a 0,01% un contenido en formaldehído libre inferior a 0,25%, una capacidad de dilución, a 20ºC, infinita y un contenido ponderal en sólidos (extracto seco) igual a 53,3%.

Se precisa, que los valores de formaldehído y de fenol indicados corresponden al umbral de detección de los métodos analíticos utilizados para dosificar los compuestos en cuestión.

El análisis de gases indeseables realizado para apreciar la liberación de formaldehído, fenol y amoníaco se efectúa de la manera siguiente:

: Se prepara una composición que contiene 75 g de la resina líquida obtenida anteriormente (o bien 40 g de resina seca), 60 g de ácido cítrico anhidro y 241 g de agua.

: Se colocan 3,76 g de esta composición (26,6% de extracto seco) en una estufa a 180ºC durante 1 hora bajo barrido con aire (1 l/min). Los valores que se desprenden se dirigen hacia 2 dispositivos de burbujeo en serie, que contienen agua. El formaldehído, el fenol y el amoniaco retenidos se dosifican por espectrocolorimetría.

Para 1 kg de material seco, la cantidad de formaldehído desprendida es igual a 1,9 g, la de fenol total es igual a 0,24 g y la cantidad de amoníaco es igual a 0,17 g.

Ejemplo 2

a) Preparación de la resina

En un reactor se introducen 28,3 kg de fenol al 99,8% (300,11 moles) y se calienta a 30-35ºC. En un recipiente apropiado se mezclan 73 kg de una solución acuosa de formaldehído al 37% (899,43 moles) y 55,45 kg de monoetanolamina al 99% (898,75 moles), que se introducen en el reactor en 189 minutos. La relación molar centrífugo.

Inmediatamente finalizada la introducción de los reactivos, se ajusta la temperatura de la mezcla de reacción a 30-35ºC en 3 horas, después se comienza el enfriamiento de la mezcla.

Se recupera una resina líquida que después de 40 días de conservación a 20ºC presenta una capacidad de dilución infinita, un contenido en fenol libre inferior a 0,01%, un contenido en formaldehído libre inferior a 0,25% y un contenido ponderal en sólidos (extracto seco) igual a 50%.

b) Composición de encolado

Se prepara una composición de encolado apta para revestir fibras minerales formadas por estirado centrífugo mezclando los siguientes componentes (en partes en peso de material seco):

-: 75 g de la resina de a)

-: 60 g de ácido cítrico anhidro

-: 19 g de aceite (Mulrex® 88; 50% de material seco)

-: 15 g de silano (Silquest® A1100; 2% de material seco)

-: 934 g de agua.

La composición de encolado tiene un contenido en material seco igual a 10%.

Permanece estable durante varios días.

Ejemplo 3

(Comparativo)

a) Preparación de la resina

En un reactor equipado de la misma manera se añaden 852,2 g de una solución acuosa de formaldehído al 37% (10,5 moles) a 282,9 g de fenol al 99,8% (3 moles) o bien una relación molar de fenol/formaldehído de 3,5. Como en el ejemplo 1, la mezcla se calienta a aproximadamente 45ºC, después se añade, en 30 minutos, 33,88 g de una solución acuosa de hidróxido de sodio al 50% (o bien 0,423 moles y una relación ponderal de NaOH/fenol inicial igual a 6%). A continuación, en 30 minutos se calienta la mezcla a 70ºC y se mantiene la temperatura durante 80-90 minutos, hasta la obtención de una tasa de conversión del fenol de 97,9%. Se añaden entonces, en 25 minutos, 211,7 g de urea en grano (o bien una relación ponderal de urea/fenol inicial igual a 0,75%), después la mezcla se enfría progresivamente hasta 20ºC y simultáneamente se neutraliza hasta pH 7,3 por adición de una solución al 15% de ácido sulfúrico.

La resina se presenta bajo el aspecto de una composición acuosa límpida que tiene una capacidad de dilución en agua, a 20ºC, infinita después de 6 días de almacenamiento a 16ºC. La tasa de fenol y de formaldehído libres es respectivamente igual a 0,45% y 0,3%.

La resina se somete al ensayo de emisión de gases indeseables descrito en el ejemplo 1. Para ello, se prepara una composición que contiene 100 g de resina, 27 g de urea, 0,7 g de sulfato de amonio y 3,6 g de una solución acuosa de amoniaco al 20%.

Para 1 kg de material seco, la cantidad de formaldehído desprendido es igual a 2 g, la de fenol libre es igual a 5 g y la cantidad de amoníaco es igual a 15 g.

b) Composición de encolado

Como en el ejemplo 1, se prepara una composición de encolado al 10% en peso de material seco mezclando:

-: 100 g de la resina de a)

-: 27 g de urea

-: 3,5 g de una solución acuosa de sulfato de amonio al 20%

-: 3,6 g de una solución acuosa de amoníaco al 205

-: 19 g de aceite (Mulrex® 88; 50% de material seco)

-: 15 g de silano (Silquest® A1100; 2% de material seco)

-: 552 g de agua.

La composición de encolado es estable durante varias horas.

Comparada con la composición clásica a base de resina de fenol-formaldehído del ejemplo 3, la composición de encolado que contiene la resina según la invención permite obtener tasas de expansión en fenol y en amoníaco netamente más bajas, y siendo la tasa en formaldehído ligeramente inferior. La reducción del contenido en fenol es de 95,2% y la del amoníaco es del 98,8% en relación a dicha composición estándar.

Cuando la composición de encolado según el ejemplo 2 se pulveriza sobre las fibras minerales en las condiciones convencionales con el fin de formar napas aislantes destinadas especialmente al aislamiento térmico y/o fónico, se observa que las propiedades mecánicas, especialmente la resistencia a la tracción y la recuperación del espesor, son comparables a las obtenidas con el encolado clásico a base de resina de fenol-formaldehído del ejemplo 3.

Se precisa además, que si todas las resinas según la invención se pueden utilizar en los encolados de productos para aislamiento, se pueden utilizar con provecho para formar sustratos para cultivos hidropónicos. Para esta aplicación, la planta se deposita sobre el sustrato impregnado con una solución nutriente, y es necesario que la expansión del formaldehído y del fenol sea lo más baja posible al ser éstos tóxicos para la planta.

La resina según la invención responde a estas exigencias, siendo la tasa de formaldehído libre inferior a 0,4% y permaneciendo la tasa de fenol inferior a 0,02% tal como se indicó anteriormente.

Claims

1. Resina líquida, destinada especialmente para el encolado de fibras minerales, presentando una capacidad de dilución en agua a 20ºC, al menos igual a 1000% caracterizada porque está constituida por al menos 70% en peso de condensados obtenidos a partir de un compuesto fenólico, formaldehído y un aminoalcohol según la reacción de Mannich.

2. Resina según la reivindicación 1, caracterizada porque el compuesto fenólico es fenol, un cresol, resorcinol o una mezcla de estos compuestos.

3. Resina según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el aminoalcohol se elige entre los compuestos de fórmula

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en la cual R_{2} y R_{2}, idénticos o diferentes, representan H, una cadena hidrocarbonada lineal o ramificada de C_{1}-C_{10}, preferentemente de C_{2}-C_{5}, pudiendo contener una o varias insaturaciones y uno o varios radicales OH, conteniendo al manos uno de los R_{1} o R_{2} un radical OH.

4. Resina según la reivindicación 3, caracterizada porque el radical OH lo porta el átomo de carbono terminal de la cadena hidrocarbonada y, preferentemente, cada radical R_{1} y R_{2} porta una función hidroxilo en el carbono terminal de la cadena hidrocarbonada.

5. Resina según la reivindicación 4, caracterizada porque el aminoalcohol es monoetanolamina o dietanolamina.

6. Resina según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque presenta una tasa de formaldehído libre inferior a 0,4%

7. Resina según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque presenta una tasa de compuesto fenólico libre inferior a 0,02%.

8. Resina según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque presenta una tasa de formaldehído libre inferior a 0,25%, una tasa de compuesto fenólico inferior a 0,01 y una capacidad de dilución infinita.

9. Resina según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque presenta una tasa de cenizas inferior a 0,04% en peso de resina seca.

10. Procedimiento de preparación de la resina según una de las reivindicaciones 1 a 9, que consiste en:

-: hacer reaccionar un compuesto fenólico, formaldehído y un aminoalcohol según la reacción de Mannich en una relación molar de formaldehído/compuesto fenólico superior a 1, poniéndose a reaccionar el formaldehído y el aminoalcohol simultáneamente con el compuesto fenólico,

-: y en enfriar la mezcla de reacción.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el formaldehído y el aminoalcohol se ponen a reaccionar progresivamente con el fenol.

12. Procedimiento según la reivindicación 10 o 11, caracterizado porque el formaldehído, el aminoalcohol y el compuesto fenólico se ponen a reaccionar en una relación molar de formaldehído/compuesto fenólico y aminoalcohol/compuesto fenólico comprendida entre 2 y 3, preferentemente igual a 3, hasta la obtención de una tasa de conversión del compuesto fenólico igual o superior al 99%.

13. Procedimiento según la reivindicación 10 a 12, caracterizado porque la temperatura de reacción está comprendida entre 60 y 100ºC y, de preferencia, es igual a aproximadamente 75ºC.

14. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el formaldehído y el aminoalcohol se introducen por separado en el compuesto fenólico.

15. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el formaldehído y el aminoalcohol se introducen en el compuesto fenólico después de haber sido mezclados previamente.

16. Composición de encolado para fibras minerales que comprende una resina conforme a una de las reivindicaciones 1 a 9, un agente de reticulación y, eventualmente, aditivos.

17. Composición según la reivindicación 16, caracterizada porque comprende, expresado en partes de material seco, 18 a 65 partes en peso de resina y 10 a 82 partes en peso de agente de reticulación.

18. Composición según la reivindicación 16 o 17, caracterizada porque el agente de reticulación es un compuesto que contiene al menos dos funciones susceptibles de reaccionar con las funciones amina o las funciones hidroxilo de la resina.

19. Composición según la reivindicación 18, caracterizada porque el agente de reticulación es formaldehído, una amina tal como HMTA, un ácido tal como ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico y ácido cítrico, un (poli)ácido carboxílico o acrílico) de masa molecular elevada, del orden de 500 y comprendida entre 1000 y 5000, un anhídrido de estos ácidos o una mezcla de estos compuestos.

20. Fibras minerales revestidas con la composición de encolado según una de las reivindicaciones 16 a 19.

21. Fibras minerales según la reivindicación 20, caracterizadas porque están constituidas por vidrio o por roca.

22. Velo de fibras minerales, especialmente de fibras de vidrio, caracterizado porque comprende fibras según la reivindicación 20 o 21 y porque posee una gramaje comprendido entre 10 y 300 g/m^{2}.

23. Producto para aislamiento térmico y/ fónico obtenido por napado de fibras minerales encoladas según una de las reivindicaciones 20 o 21.

24. Producto según la reivindicación 23, caracterizado porque comprende, además, un velo de fibra según la reivindicación 22 dispuesto sobre al menos una de las caras exteriores.