ES2994343T3 - New binding composition for several applications - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una composición aglutinante acuosa que comprende: a) al menos un azúcar reductor; b) sulfamato de amonio y/o sulfamato de un metal alcalino o alcalinotérreo; c) un agente regulador de pH seleccionado del grupo que consiste en hidróxido de amonio (NH4OH), una sal de amonio orgánica y/o inorgánica y/o una amina orgánica; y una resina (o precondensado) obtenida por reacción entre un polialdehído, un compuesto de urea y al menos un sulfonato de lignina y/o un derivado de condensación del mismo con un polialdehído, estando dicha resina presente en un porcentaje de al menos el 10% en peso sobre el peso seco de la composición. Dicho aglutinante puede emplearse eficazmente para aglutinar fibras de algodón, fibras de celulosa, tejidos orgánicos, polvo de carbón, fibras inorgánicas naturales y artificiales, obteniendo de esta manera productos con elevadas propiedades mecánicas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Nueva composición vinculante para diversas aplicaciones

Campo de aplicación

En su aspecto más general, la presente invención se refiere a una composición vinculante acuosa (aglutinante) que tiene varias aplicaciones.

En particular, la presente invención se refiere a una composición vinculante acuosa que comprende al menos un azúcar reductor, un sulfamato y una resina (en lo sucesivo en el presente documento también denominado precondensado) que se obtiene por reacción entre un polialdehído, un compuesto de urea y al menos un sulfonato de lignina.

Técnica anterior

Los materiales fibrosos minerales, ampliamente usados como materiales aislantes tanto térmicos como acústicos, por ejemplo en edificios residenciales e industriales, se conocen en la técnica. Dichos materiales están formados por fibras minerales unidas entre sí mediante composiciones vinculantes (aglutinantes), generalmente acuosas, que comprenden un agente polimerizante/reticulante, y que son termoendurecibles y capaces de unir firmemente las fibras mediante tratamientos termomecánicos a alta temperatura. A este respecto, el procedimiento de preparación de dichos materiales fibrosos minerales comprende generalmente una primera etapa de formación de fibras minerales denominadas "libres" (es decir, no unidas entre sí), seguido de una etapa de impregnación a alta temperatura de dichas fibras libres con composiciones vinculantes que, debido al contacto y a las altas temperaturas, polimerizan, uniendo de este modo firmemente las fibras entre sí, dando forma y textura al producto terminado.

Las composiciones vinculantes que se aplican sobre las fibras minerales generalmente se presentan en forma de una solución acuosa que contiene la resina termoendurecible y aditivos tales como un catalizador de reticulación para la resina, un silano que facilita la unión química fibra-resina, un aceite mineral antipolvo, etc.

La composición vinculante generalmente se aplica sobre las fibras mediante pulverización.

Las propiedades de la composición vinculante dependen en gran medida de las características de la resina. En cuanto a la aplicación, la composición adhesiva debe ser fácil de pulverizar y debe ser posible depositarla sobre la superficie de las fibras para unirlas eficazmente.

Por otra parte, la resina debe ser estable durante un período de tiempo determinado antes de ser usada para formar la composición vinculante, siendo dicha composición preparada generalmente justo antes de su uso mezclando la resina y los aditivos mencionados anteriormente.

Respecto del cumplimiento de la normativa vigente, la resina no debe ser contaminante, es decir, ha de contener, y debe generar durante la etapa de unión o posteriormente, la mínima cantidad posible de compuestos que puedan ser nocivos para la salud humana o para el medio ambiente.

Las resinas termoendurecibles más comúnmente empleadas son las resinas fenólicas de la clase resol. Además de su buena capacidad de reticulación a la temperatura de aplicación sobre fibras minerales, dichas resinas son relativamente económicas.

Los resoles más comunes se obtienen por condensación de fenol y formaldehído, en presencia de un catalizador de base. Estos resoles contienen una cierta proporción de monómeros libres, en particular formaldehído, cuya presencia es indeseable debido a sus conocidos efectos nocivos.

Está demostrado desde hace tiempo que el formaldehído es un agente carcinogénico peligroso. Por lo tanto, las resinas a base de resol generalmente se tratan con urea, que reacciona con formaldehído libre, formándose de este modo copolímeros de fenol-urea-formaldehído.

Sin embargo, se ha observado que, en condiciones de temperatura de reticulación de la resina, los condensados de urea-formaldehído son inestables; se descomponen dando lugar nuevamente a formaldehído y urea, que se degradan al menos parcialmente en amoniaco y se liberan en el medio ambiente, en particular en el entorno de trabajo.

Las normativas sobre protección del medio ambiente son cada vez más estrictas y obligan a los fabricantes de productos aislantes a encontrar soluciones que permitan reducir aún más los niveles de emisiones no deseadas (compuestos volátiles), en particular de formaldehído.

Para este fin, se conocen en la técnica varias técnicas para reducir al máximo las emisiones de compuestos indeseables, en particular de formaldehído, de las composiciones vinculantes para fibras minerales.

Por ejemplo, la solicitud WO 2012076462 y la patente estadounidense 8552140 describen composiciones vinculantes a base de resina fenólica para fibras minerales, a la que se añaden dextrosa o reactivos de Maillard que comprenden un carbohidrato y una amina, respectivamente, como depurador de formaldehído. Sin embargo, las composiciones vinculantes de dicho tipo todavía liberan niveles significativos de formaldehído.

Por otra parte, varias composiciones vinculantes acuosas que contienen compuestos capaces de polimerizarse mediante una reacción de Maillard (para una referencia general a la reacción de Maillard, véase, por ejemplo, GP Elliset al.,Advances in Carbohydrate Chem, 1959, págs. 63-134) son conocidas en la técnica, tales como azúcares y proteínas, o ácidos poli- o monocarboxílicos y una fuente de amoniaco, y que comprenden además diferentes tipos de agentes poliméricos/de reticulación.

Por ejemplo, la solicitud de patente WO 2013/179323 describe una composición vinculante que comprende al menos un monosacárido y, como agente polimerizante/reticulante, una sal orgánica seleccionada de: sulfamato de amonio o sulfamato de un metal alcalino o alcalinotérreo.

La resina orgánica producida por polimerización de dichas composiciones vinculantes sobre fibras minerales es altamente biocompatible y libre de formaldehído en niveles detectables. Sin embargo, la fuerza de unión de dicha resina orgánica no tiene la misma eficacia que la proporcionada por las resinas fenólicas. Por ejemplo, la resistencia a la tracción del producto terminado es satisfactoria pero inferior a la de un producto análogo obtenido usando una resina fenólica.

El documento WO 2012/172262 describe una composición vinculante para fibras minerales que comprende al menos un oligosacárido, al menos una sal de ácido lignin sulfónico y un catalizador de reticulación seleccionado de los compuestos que contienen fósforo (en particular fosfatos) y sulfatos.

Las patentes US 2014/0342627, US 2016/0289258 y US 9394431 se refieren a composiciones vinculantes para fibras minerales que comprenden un azúcar reductor y un agente de reticulación que comprende un producto de reacción entre urea y un compuesto de policarbonilo, en particular glioxal.

La solicitud francesa FR 3032196 describe una composición vinculante para fibras minerales que comprende al menos un lignin sulfonato de amonio, al menos un compuesto carbonilo, incluido glioxal y otros posibles aditivos convencionales, incluida la urea.

La solicitud WO 2013/021112 describe una composición vinculante para fibras minerales que comprende al menos un azúcar reductor, al menos un azúcar hidrogenado y un agente de reticulación polifuncional, tal como, por ejemplo, glioxal, a la que se puede añadir urea, en donde la cantidad de azúcar reductor es de 10 % a 90 % en peso sobre el peso total del azúcar reductor y el azúcar hidrogenado. La composición puede comprender además lignin sulfonato de amonio o lignin sulfonato de sodio.

La solicitud de patente WO 2016/120575 describe una composición vinculante para fibras minerales que comprende un lignin sulfonato de amonio o una sal de ácido lignin sulfónico con un metal alcalino o alcalinotérreo, y un compuesto carbonilo, en particular hidroximetilfurfural. La composición puede contener además un polisacárido, por ejemplo, almidón, y puede contener sulfato de amonio cuando está presente lignin sulfonato de amonio.

Composiciones vinculantes para fibras minerales similares a las de la solicitud de patente WO 2016/120575 se describen en las solicitudes de patente FR 3032194 y FR 3032195 y en la solicitud US 10,435,329.

A la luz de lo anterior, el objetivo principal de la presente invención es proporcionar una nueva composición vinculante que tenga una fuerza de unión mejorada y un producto terminado obtenido mediante el uso de dicha nueva composición vinculante que no libere formaldehído para cumplir con las regulaciones más estrictas sobre protección del medio ambiente y resolver los inconvenientes anteriores mencionados con referencia a la técnica anterior.

Otro fin de la presente invención es proporcionar una composición vinculante como la mencionada anteriormente que tenga una fuerza de unión comparable a la de las composiciones vinculantes a base de resina fenólica.

Un fin adicional de la presente invención es proporcionar un proceso para la producción de un producto terminado, en particular un material fibroso, a partir de fibras minerales libres, usando una composición como la anterior que tenga características mejoradas de resistencia mecánica.

Sumario de la invención

Dichos fines se consiguen principalmente mediante una composición vinculante acuosa libre de formaldehído que comprende:

- al menos un azúcar reductor;

- sulfamato de amonio y/o sulfamato de un metal alcalino o alcalinotérreo;

- un agente de ajuste del pH seleccionado del grupo que consiste en hidróxido de amonio (NH<4>OH), una sal de amonio orgánica y/o inorgánica y/o una amina orgánica;

- una resina (o precondensado) que se obtiene por reacción entre un polialdehído, un compuesto de urea y al menos un sulfonato de lignina y/o un derivado de condensación del mismo con un polialdehído, estando dicha resina presente en un porcentaje de al menos 10 % en peso sobre el peso seco de la composición.

El solicitante descubrió sorprendentemente que una composición vinculante acuosa como la mencionada anteriormente tiene una fuerza de unión mejorada, comparable con la de las composiciones vinculantes acuosas a base de resinas de resol, y, al mismo tiempo, no emite emisiones contaminantes, en particular formaldehído, como composiciones vinculantes acuosas capaces de polimerizar mediante una reacción de Maillard como las descritas en la solicitud de patente WO 2013/179323.

En el uso como aglutinante de fibras minerales tales como fibras de roca o de vidrio, la composición vinculante acuosa de acuerdo con la invención permite ventajosamente obtener un producto fibroso con propiedades mecánicas mejoradas, en particular con una mayor resistencia a la tracción y a la compresión.

Por lo tanto, los fines anteriores se consiguen también con un proceso para la preparación de un material fibroso mineral que usa una composición vinculante acuosa como la especificada anteriormente. El proceso comprende las etapas de:

- formar fibras minerales libres de material rocoso o vítreo;

- aplicar una composición vinculante acuosa como la especificada anteriormente a dichas fibras minerales libres, formándose de este modo aglomerados de fibras minerales con dicha composición vinculante; y

- someter dichos aglomerados a un tratamiento térmico a una temperatura capaz de curar dicha composición vinculante, obteniendo así dicho material fibroso.

Los fines mencionados anteriormente se consiguen también con un material fibroso a base de fibras minerales unidas que puede obtenerse mediante un proceso como el especificado anteriormente.

Descripción detallada

En la presente descripción y en las siguientes reivindicaciones, "composición vinculante acuosa" significa una solución acuosa obtenida disolviendo o dispersando los componentes de dicha composición en agua, como agente vinculante potencial (aglutinante) para material fibroso.

Con la expresión "libre de formaldehído", cuando se hace referencia a la composición vinculante de acuerdo con la invención, se entiende que la composición vinculante libera 5 ppm o menos de formaldehído, preferentemente 1 ppm o menos de niveles detectables de formaldehído, cuando la misma se seca y/o endurece en las condiciones de uso.

De manera similar, con la expresión "libre de formaldehído", cuando se refiere al producto terminado (por ejemplo, material fibroso) obtenido mediante el uso de la composición de acuerdo con la invención, se entiende que el producto terminado comprende y/o libera 5 ppm o menos de formaldehído, preferentemente 1 ppm o menos de niveles detectables de formaldehído, en pruebas estándar que simulan su uso ordinario.

Salvo que se especifique lo contrario, porcentaje de un componente en una composición de acuerdo con la invención se entiende el porcentaje en peso de dicho componente sobre el peso total de los componentes de la composición, que se considera en seco, es decir, en ausencia de agua (composición seca), de la composición.

Para el fin de la presente descripción y de las siguientes reivindicaciones, excepto cuando se indique de otro modo, todos los números que expresan cantidades, cuantías, porcentajes, etc., debe entenderse como modificado en todos los casos por el término "aproximadamente". Por otra parte, todos los intervalos incluyen cualquier combinación de los puntos máximo y mínimo descritos e incluyen cualquier intervalo intermedio entre ellos, que pueden o no estar específicamente enumerados en este caso.

Como se usa en la descripción y en las reivindicaciones adjuntas, las formas en singular "un", "uno/a" y "el/la" incluyen los referentes en plural a menos que el contexto dicte claramente lo contrario.

Las características de las realizaciones de la presente invención descritas en el presente documento pueden combinarse de cualquier manera, formando de este modo incluso realizaciones adicionales que no se describen específicamente pero que caen dentro del alcance de la presente invención.

La composición de la invención puede usarse ventajosamente en la preparación de material fibroso, tal como, por ejemplo, lana de vidrio o lana mineral. Dicho material fibroso, típicamente para su uso como material aislante térmico y/o acústico, puede prepararse mediante técnicas conocidas que implican la formación inicial de fibras libres de vidrio o roca, seguido de una impregnación de dichas fibras con una composición vinculante (aglutinante), y de una posterior polimerización en caliente de esta última para unir firmemente las fibras minerales entre sí.

Como se ha especificado anteriormente, la composición vinculante acuosa de acuerdo con la invención comprende al menos un azúcar reductor. Preferentemente, el al menos un azúcar reductor está presente en una cantidad total (es decir, incluyendo todos los azúcares reductores presentes en la composición) de 50 % a 75 %, preferentemente de 50 % a 72 %.

La expresión "azúcar reductor" se entiende en un sentido convencional, en otras palabras, puede ser cualquier monosacárido o un polisacárido que lleve un grupo OH hemiacetal libre que tenga una acción reductora, en particular en soluciones de cobre alcalinas.

Los monosacáridos pueden ser tanto ceto- como aldo-monosacáridos, triosa, pentosa y/o hexosa, con una configuración anomérica tanto L como D, o mezclas de las mismas. Por lo tanto, ejemplos de monosacáridos empleables son: fructosa, glucosa, galactosa, xilosa, arabinosa, ribosa, lixosa, manosa, ramnosa y similares. Dichos monosacáridos pueden adquirirse y usarse como tales, o pueden obtenerse por métodos conocidos, por ejemplo mediante reducción química de disacáridos o polisacáridos en general, tal como, entre otros, maltosa y similares.

En una realización preferida, dicho monosacárido se selecciona de: fructosa y glucosa (también llamada dextrosa), aún más preferentemente presente en una cantidad entre 50 % y 75 % en peso, preferentemente entre 50 % y 72 % en peso.

Preferentemente, la presente composición contiene al menos uno o dos monosacáridos, de los cuales al menos uno es preferentemente glucosa. En una realización preferida, la presente composición comprende al menos un aldomonosacárido, tal como, por ejemplo, glucosa, y al menos un ceto-monosacárido, tal como fructosa.

En particular, la presencia de al menos glucosa permite obtener propiedades de unión mejoradas de la composición y propiedades mejoradas de estabilidad del material fibroso.

Cuando están presentes, los dos monosacáridos pueden usarse en una cantidad tal que su suma esté comprendida entre 50 y 75 %, preferentemente entre 50 % y 72 % del peso de la composición. Preferentemente, los dos monosacáridos están en una relación de peso de aproximadamente 1:1 entre sí, o uno de los dos monosacáridos está presente en un ligero exceso, tal como, por ejemplo, en una relación entre 1:1,5 y 1:3. En una realización, la presente composición contiene fructosa y glucosa en una relación de 1:1,25 y en una cantidad total entre 50 % y 75 % en peso, preferentemente entre 50 % y 72 % con respecto al peso total de los componentes, que se considera en seco, es decir, en ausencia de agua.

El polisacárido reductor en la composición vinculante de acuerdo con la invención se selecciona de los polisacáridos reductores que tienen un peso molecular promedio en peso inferior a 1.000.000, preferentemente inferior a 100.000, más preferentemente inferior a 50.000, ventajosamente inferior a 10.000, y mejor aún superior a 180.

Preferentemente, el polisacárido reductor contiene al menos una unidad de glucosa. Se prefieren especialmente los polisacáridos que consisten principalmente (más del 50 % en peso) en unidades de glucosa.

El polisacárido se trata en un ambiente ácido antes de su uso.

La composición vinculante acuosa de acuerdo con la invención comprende además un sulfamato, en particular sulfamato de amonio y/o un sulfamato de un metal alcalino o alcalinotérreo.

El sulfamato actúa como agente polimerizante/reticulante y, en particular, contribuye a la formación de derivados de melanoidina, generalmente por polimerización mediante una reacción de Maillard, con el al menos un azúcar reductor (por ejemplo monosacárido), durante la preparación del material fibroso. En particular, la reacción de Maillard da como resultado la formación de moléculas aromáticas de alto peso molecular o de mezclas de polímeros aromáticos y/o polímeros que contienen nitrógeno (melanoidinas), que permiten que la composición adquiera características vinculantes y termoendurecibles, que son necesarias para que la composición actúe como aglutinante de las fibras minerales. En particular, dichas melanoidinas pueden tener una relación carbono:nitrógeno y un grado de insaturación y aromaticidad que puede variar considerablemente dependiendo de la temperatura (para una referencia general véase Ameset al.The Maillard Browning Reaction, Chemistry and Industry, 1988, 7, 558-561).

Se seleccionan ejemplos de sulfamatos utilizables de: sulfamato de sodio, sulfamato de potasio, sulfamato de calcio y sulfamato de amonio, siendo el sulfamato de amonio preferible (N.° de CAS 7773-06-0). En particular, el sulfamato de amonio, que tiene la fórmula general H2NSO3-NH4+(CHEBI:81950), es una sal orgánica (no carboxílica) de fácil manipulación ya que tiene una baja toxicidad y no es irritante al contacto con la piel. Se puede preparar, por ejemplo, por hidrólisis del producto de reacción obtenido al tratar la urea con ácido sulfúrico fumante o puede adquirirse en el mercado. En la composición vinculante acuosa de acuerdo con la invención, el sulfamato de amonio y/o el sulfamato de un metal alcalino o alcalinotérreo está/n presente(s) en una cantidad total entre 8 y 20 % en peso, en particular entre 8 y 12 % en peso.

Ventajosamente, el uso de sulfamato como componente de la composición de la presente invención da como resultado tiempos de polimerización, durante la preparación de material fibroso mineral, que son mucho más cortos en comparación con los tiempos requeridos usando composiciones vinculantes de la técnica anterior. En particular, la tasa de polimerización de la presente composición, determinada midiendo el tiempo de gelificación (para una definición de tiempo de gelificación, véase, por ejemplo, el documento US8114210), es considerablemente mayor (en más del 20 %) en comparación con composiciones vinculantes correspondientes que contienen por ejemplo sulfato de amonio, en lugar de sulfamato de amonio como agente polimerizante/reticulante.

Las tasas de polimerización más elevadas dan como resultado tiempos más cortos de preparación del material fibroso y también permiten reducir la temperatura durante la etapa de polimerización a temperaturas incluso inferiores a 200 °C, garantizando de este modo unas condiciones experimentales más ventajosas y más fáciles de aplicar a nivel industrial. Por otra parte, el sulfamato, preferentemente sulfamato de amonio, se usa como agente polimerizante/reticulante en la composición de la invención en cantidades menores en comparación con otros agentes reticulantes, tales como, por ejemplo, el sulfato de amonio, garantizando no obstante altos rendimientos y excelentes propiedades de resistencia mecánica de la fibra mineral de este modo obtenida.

La composición vinculante de acuerdo con la invención comprende además un agente de ajuste del pH que proporciona grupos amino a la resina final, seleccionado del grupo que consiste en hidróxido de amonio (NH<4>OH), una sal de amonio orgánica y/o inorgánica y/o una amina orgánica.

En una realización, el agente de ajuste del pH también es una fuente de amoniaco y se selecciona de hidróxido de amonio (NH<4>OH), una sal de amonio orgánica o inorgánica y sus combinaciones.

A este respecto, ejemplos de sales de amonio orgánicas que se pueden usar son sales de ácido orgánico mono- o policarboxílico, seleccionadas preferentemente de: ácido cítrico, ácido tartárico, ácido glicólico, ácido málico y ácido láctico. Las sales de amonio inorgánicas que se pueden usar se seleccionan preferentemente de: nitrato de amonio, fosfato de amonio y sulfato de amonio.

En otra realización de la invención, el agente de ajuste del pH se selecciona de una o más aminas orgánicas primarias, secundarias o terciarias, posiblemente con grupos funcionales adicionales (por ejemplo alcanolaminas), que se usan individualmente o en combinación con sales de hidróxido de amonio y/o de amonio en sustitución parcial de los mismos.

Preferentemente, la amina orgánica se selecciona del grupo que consiste en 2-amino-2-metil-propanol (AMP), hexametilendiamina y bis(hexametileno)triamina.

El uso en la composición vinculante de acuerdo con la invención de al menos una amina orgánica, en particular de al menos una amina como la especificada anteriormente, permite ventajosamente aumentar aún más la cohesión de las fibras de la composición vinculante.

En la composición de acuerdo con la invención, el agente de ajuste del pH, ya sea hidróxido de amonio, una sal de amonio y/o una amina orgánica, está presente en una cantidad de al menos 7 %, preferentemente entre 7 % y 10 %, de manera que se ajuste el pH de la composición de la invención a valores comprendidos entre 6 y 9, preferentemente entre 6 y 8.

A este pH, de hecho, se observó una mayor tasa de polimerización de la presente composición durante la preparación del material fibroso mineral.

La composición vinculante de acuerdo con la invención comprende además una resina (o precondensado) que se obtiene por reacción de condensación entre un polialdehído, un compuesto de urea y al menos un sulfonato de lignina, estando dicha resina presente en un porcentaje de al menos 10 %, preferentemente entre 10 % y 30 % en peso sobre el peso seco de la composición.

Por el término "polialdehído" se entiende un aldehído que comprende al menos dos grupos aldehído. Preferentemente, el polialdehído es un dialdehído no polimérico, por ejemplo glioxal, glutaraldehído, 1,6-hexanodial o dialdehído 1,4-tereftálico.

En una realización particularmente preferida, el polialdehído es glioxal.

El compuesto de urea es preferentemente urea.

El al menos un sulfonato de lignina usado en la composición vinculante de acuerdo con la invención consiste en al menos una sal de ácido lignin sulfónico que se deriva de lignina. Los sulfonatos de lignina son subproductos derivados del procesamiento de la madera para la producción de pasta de papel de acuerdo con el proceso de "sulfito" que emplea un sulfito o un bisulfito. Dependiendo de la naturaleza del contraión del sulfito o bisulfito usado, en particular sales de amonio, se obtienen sales de metales alcalinos o alcalinotérreos del ácido lignin sulfónico. En la presente invención, los sulfonatos de lignina preferidos se seleccionan del grupo que consiste en lignin sulfonato de sodio, lignin sulfonato de potasio, lignin sulfonato de magnesio, lignin sulfonato de calcio, lignin sulfonato de amonio y combinaciones de los mismos.

Los sulfonatos de lignina se usan a menudo como extensores en muchas composiciones vinculantes, en el presente caso, los grupos fenólicos de los sulfonatos de lignina se hacen reaccionar con un polialdehído para formar una resina precondensada.

La resina (precondensado) puede obtenerse haciendo reaccionar una mezcla que comprende el polialdehído, el compuesto de urea y al menos un sulfonato de lignina en relaciones predeterminadas a una temperatura adecuada, preferentemente entre 80 °C y 85 °C, en particular 80 °C, durante un tiempo suficiente para completar sustancialmente la reacción.

En la mezcla antes mencionada, la cantidad de polialdehído, por ejemplo glioxal, puede estar preferentemente entre 35 % y 65 %, el compuesto de urea entre 15 % y 45 % y el sulfonato de lignina entre 5 % y 40 % en peso sobre el peso seco de la mezcla resultante al final de la adición de todos dichos componentes.

El componente de sulfonato de lignina puede añadirse como tal o preferentemente en forma de un derivado obtenido por reacción del mismo con un polialdehído (derivado de sulfonato de lignina con polialdehído, por ejemplo, lignin sulfonato de glioxalato). Dicho derivado de sulfonato de lignina puede obtenerse haciendo reaccionar una mezcla que comprende, como porcentajes sobre el peso seco, 80-90 %, preferentemente 85-88 %, sulfonato de lignina y 5-20 %, preferentemente 7-18 %, polialdehído, a una temperatura adecuada, por ejemplo entre 50 °C y 70 °C, preferentemente entre 55 °C y 60 °C, durante un tiempo suficiente para completar sustancialmente la reacción, por ejemplo aproximadamente 8 horas.

En una realización, la mezcla antes mencionada comprende los componentes antes especificados en las siguientes proporciones en peso sobre el peso seco de la mezcla resultante al final de la adición de todos dichos componentes:

polialdehído 40-43 %;

compuesto de urea 39-43 %:

sulfonato de lignina 14-21%

en donde el polialdehído es preferentemente glioxal.

En otra realización, el componente de sulfonato de lignina se añade en forma de un derivado con polialdehído (por ejemplo, lignin sulfonato de glioxalato) y dicha mezcla, de donde se obtiene la resina (precondensado), comprende los siguientes componentes en las siguientes proporciones en peso sobre el peso seco de la mezcla resultante al final de la adición de todos dichos componentes:

polialdehído, preferentemente glioxal 60-62 %,

compuesto de urea 28-32 %

derivado de sulfonato de lignina 10-16 %

en donde el polialdehído es preferentemente glioxal.

Los componentes que forman la mezcla de la que se obtiene el precondensado pueden mezclarse en cualquier orden y pueden preverse productos de reacción intermedios.

Por ejemplo, en una realización preferida, el polialdehído puede mezclarse primero con el compuesto de urea y hacerse reaccionar con este último para formar un producto de reacción intermedio, a continuación se añade sulfonato de lignina para completar la reacción a fin de obtener la resina final (precondensado).

Se descubrió sorprendentemente que la resina (precondensado) que se obtiene como producto de una reacción entre un polialdehído, un compuesto de urea y al menos un sulfonato de lignina actúa como un agente de reticulación para el azúcar reductor en sinergia con el sulfamato durante el endurecimiento de la composición vinculante para la preparación del material fibroso mediante la unión a uno o más azúcares reductores. Esto permite que la composición vinculante de acuerdo con la invención adquiera características termoendurecibles y una capacidad de unión de fibras minerales que puede ser significativamente mayor que la capacidad de unión de una composición vinculante análoga que contiene sulfamato como agente de reticulación pero no dicha resina (precondensado) y también mayor que una composición vinculante análoga que contiene dicha resina (precondensado) como agente de reticulación pero no sulfamato.

La composición de la invención puede contener otros componentes adicionales, empleados por ejemplo para mejorar su resistencia a la temperatura o para facilitar aún más el proceso de polimerización de la composición durante la formación del material fibroso mineral.

En particular, dichos posibles componentes adicionales, que están presentes individualmente o mezclados entre sí, pueden comprender un componente acrílico como se describe en detalle a continuación, aceites minerales, generalmente presentes como emulsión en una cantidad entre 5 y 8 % en peso, aminosilanos, preferentemente en una cantidad entre 0,1 % y 0,2 % en peso, polisiloxanos, preferentemente en una cantidad entre 0,1 % y 0,5 % en peso y similares. Dichos posibles componentes adicionales pueden estar presentes tanto individualmente como mezclados entre sí. En particular, en una realización de la invención, el componente acrílico, presente como un componente adicional como el anterior, se encuentra preferentemente en forma de emulsión y puede seleccionarse de: resina acrílica, que preferentemente tiene un pH ácido (generalmente entre 2 y 4), y un polímero carboxílico mezclado con un poliol. A este respecto, las resinas acrílicas que se pueden usar son resinas acuosas termoendurecibles, por ejemplo seleccionadas de Acquaset 600<™>(Rohm 8v Hass) y Acrodur<®>(BASF).

Los polímeros carboxílicos preferidos se obtienen a partir del ácido acrílico o metacrílico.

El poliol se selecciona por ejemplo de: poliéteres, polipropilenglicol, poliésteres y similares. Preferentemente, el peso molecular de dicho componente acrílico está comprendido entre 3.000 y 10.000, preferentemente entre 5.000 y 8.000 Dalton.

Cuando dicho componente esté presente, puede usarse en una cantidad de hasta 20 % en peso, preferentemente hasta 15 % en peso, aún más preferentemente hasta 10 % del peso total de la composición en estado seco, es decir, la composición sin agua. Dicha adición permite ventajosamente aumentar la fuerza de unión de la composición, con la consiguiente mejora de las propiedades mecánicas y elásticas del material fibroso de vidrio o roca que comprende la presente composición, por ejemplo, en lo que se refiere a la recuperación elástica después de la compresión de fieltros de fibra de vidrio, generalmente se usan como aislantes termoacústicos.

Ventajosamente, la composición vinculante acuosa (agente vinculante) de la presente invención se caracteriza además por que es estable en el tiempo (incluso durante algunos días) y por que no se observa formación de, por ejemplo, mohos, gelificación o de productos de descomposición, mientras que dichos productos de descomposición pueden en cambio estar presentes en el caso de almacenamiento de composiciones vinculantes acuosas conocidas en la técnica, y que contienen otros agentes polimerizantes/reticulantes tales como, por ejemplo, sulfato de amonio.

Por añadidura, la composición de la invención puede prepararse fácilmente usando agua como disolvente y mediante un proceso de fácil aplicación incluso a nivel industrial. La presente composición, de hecho, que se prepara sin usar posibles fuentes de formaldehído, puede obtenerse simplemente mezclando los componentes descritos anteriormente, con agua, en un corto periodo de tiempo.

En general, se usa agua en cantidad suficiente para disolver los componentes de la composición y/o para obtener soluciones acuosas con concentraciones definidas.

Dicho de otro modo, la composición vinculante de acuerdo con la invención útil en la preparación de material fibroso mineral se puede obtener disolviendo en agua:

- al menos un azúcar reductor;

- sulfamato de amonio y/o sulfamato de un metal alcalino o alcalinotérreo;

- un agente de ajuste del pH seleccionado del grupo que consiste en hidróxido de amonio (NH<4>OH), una sal de amonio orgánica y/o inorgánica y/o una amina orgánica;

- una resina (o precondensado) que se obtiene por reacción entre un polialdehído, un compuesto de urea y al menos un sulfonato de lignina; y

- posibles componentes adicionales,

en los porcentajes en peso de acuerdo con cada realización como se ha indicado anteriormente.

A este respecto, la composición vinculante (aglutinante) de acuerdo con la invención en forma de solución acuosa puede tener preferentemente una concentración en peso en el momento de la aplicación sobre las fibras entre 5 y 30 %, más preferentemente entre 5 y 20 %, aún más preferentemente entre 5 % y 15 %, que debe entenderse como el peso de todos los componentes en relación al peso total de la solución.

En una realización, la presente composición vinculante acuosa (aglutinante) puede prepararse mezclando a temperatura ambiente (es decir, a una temperatura entre 15 °C y 40 °C) las cantidades deseadas de los componentes individuales, generalmente en un tanque de mezcla, seguido de una simple adición de agua, en una cantidad suficiente para obtener los valores de concentración preferidos.

En otra realización, la composición vinculante de acuerdo con la invención puede prepararse mezclando una solución acuosa que contiene al menos un azúcar reductor, sulfamato de amonio y/o sulfamato de un metal alcalino o alcalinotérreo, un agente de ajuste del pH como se ha especificado anteriormente y posibles componentes adicionales, con resina (precondensado) y posiblemente agua adicional en cantidad suficiente para obtener los valores de concentración preferidos.

En una realización adicional, la composición vinculante de acuerdo con la invención puede obtenerse preparando primero una solución acuosa que contiene al menos un azúcar reductor, sulfamato de amonio y/o sulfamato de un metal alcalino o alcalinotérreo, hidróxido de amonio y/o sal de amonio orgánica y/o inorgánica, a continuación calentando dicha solución acuosa a una temperatura entre 50 °C y 90 °C, en particular 70 °C durante un periodo de tiempo de al menos 20 minutos, preferentemente entre 20 y 25 minutos, y a continuación añadiendo a dicha solución, después de un periodo de enfriamiento, al menos una amina orgánica seleccionada preferentemente de las especificadas anteriormente, la resina (precondensado) y posiblemente agua adicional en cantidad suficiente para obtener los valores de concentración preferidos.

Todos los componentes de la composición vinculante de la invención son fácilmente comercializables y adquiribles y muchos de ellos, tales como el azúcar reductor y la urea, tienen un origen natural.

En otro aspecto, la invención se refiere al uso de la presente composición vinculante en la preparación de fibras minerales de vidrio o de roca.

En este aspecto, la presente invención se refiere a un material fibroso que comprende fibras minerales, preferentemente de vidrio o roca, que se unen entre sí mediante el uso de la presente composición vinculante acuosa (aglutinante). Un objeto adicional de la presente invención es por tanto un material fibroso mineral obtenido a partir de fibras minerales libres mediante un proceso que comprende al menos una etapa de polimerización de la composición vinculante de la invención, a una temperatura tal que endurezca y polimerice la composición vinculante.

A este respecto, dicho material fibroso mineral puede prepararse ventajosamente usando un proceso que comprende las etapas de:

-formar fibras libres, preferentemente por fusión de materiales vítreos (como por ejemplo mezclas de borosilicatos alcalinos) o rocosos (como por ejemplo mezclas de basalto, dolomita, escoria y caliza);

- aplicar una composición vinculante acuosa como la especificada anteriormente a dichas fibras minerales libres, formándose así aglomerados de fibras minerales con la composición vinculante de la invención, preferentemente pulverizando dicha composición sobre las fibras libres; y

- someter dichos aglomerados a un tratamiento térmico a una temperatura capaz de endurecer y polimerizar la composición vinculante.

El último tratamiento térmico se produce a una temperatura de al menos 180 °C, preferentemente a una temperatura entre 180 °C y 250 °C y, más preferentemente, entre 180 °C y 220 °C, típicamente en hornos de polimerización, y desencadena el proceso de polimerización de la composición vinculante de la invención, que se une de forma estable a las fibras, formándose así el material fibroso final, listo para su uso. Dicho tratamiento térmico podrá realizarse mediante la utilización de aire caliente que circula en la estufa mediante ventiladores de presión variable, durante un periodo de tiempo que varía en función de la velocidad del horno, por ejemplo, en función del peso por unidad de superficie del producto final.

En caso necesario, la etapa de tratamiento térmico para la polimerización/endurecimiento de la composición vinculante está precedida por una etapa de orientación (o "engarzado") de las fibras que permite orientar las fibras en posición vertical, aumentando así su resistencia a la compresión.

La etapa de aplicación de la composición vinculante sobre las fibras libres se realiza preferentemente mediante impregnación, en particular pulverizando la composición acuosa de la invención sobre las fibras libres recién formadas en caliente, mediante el uso de equipos conocidos en la técnica y habitualmente usados en la preparación de material fibroso mineral. La cantidad de aglutinante que se aplica sobre las fibras minerales libres puede variar en gran medida para obtener un material fibroso mineral con un contenido de aglutinante sólido deseado. Por ejemplo, en el caso de materiales fibrosos de lana de vidrio, el contenido de aglutinante sólido puede estar comprendido entre 5 % y 20 %, mientras que en el caso de materiales fibrosos de lana de roca, el contenido de aglutinante sólido puede estar comprendido entre 1,5 % y 10 %. Cuando finalice la etapa de aplicación, con la composición vinculante de la invención se obtienen aglomerados de fibras minerales, que típicamente tienen sección paralelepípeda, en forma de paneles enrollados o fieltros.

De manera similar, la etapa de formación de las fibras libres (comúnmente conocida como proceso de fibrización) puede producirse ventajosamente mediante operaciones que son conocidas por los expertos en la materia y que comprenden la fusión del material vítreo o rocoso de partida, seguido del paso a través de un troquel de extrusión conectado a un rotor (hilador) provisto de miles de orificios que, girando a alta velocidad, produce filamentos de fibra (de vidrio) muy finos, que están listos para entrar en contacto con la composición vinculante de acuerdo con la etapa de aplicación mencionada anteriormente. En el caso de la fibra de roca, se suministra, en forma de lava a alta temperatura, a las ruedas que, girando a alta velocidad, proporcionan la fuerza centrífuga necesaria para el adelgazamiento en fibras, que además están listas para entrar inmediatamente en contacto con el aglutinante acuoso. Una vez que el material fibroso final se ha cortado a los tamaños requeridos, puede envasarse y usarse como aislante térmico y/o acústico, mostrando además excelentes propiedades de resistencia mecánica, de resistencia al calor y de recuperación elástica, que debe entenderse como la diferencia entre el espesor nominal del material antes y después de su envasado. Por tanto, en un aspecto adicional, la invención se refiere a un material fibroso mineral que puede obtenerse mediante un proceso como el descrito anteriormente.

Con el proceso divulgado anteriormente usando la composición vinculante de acuerdo con la invención, se pueden preparar materiales fibrosos de lana de vidrio y materiales fibrosos de lana de roca que tengan una o más de las propiedades que se indican a continuación.

Materiales fibrosos de lana de vidrio:

- densidad de 6 a 110 kg/m3;

- contenido de aglutinante sólido de 5 a 20 %

- resistencia a la separación de al menos 100 gf/f de acuerdo con la norma ASTM C 685-90;

- recuperación del espesor de al menos el 100 % después de la compresión para cubiertas enrolladas compactadas bajo presión (relación de compresión superior a 4,5) según lo determinado mediante una medición del espesor de acuerdo con la norma UNI:EN 823:2013; y

- recuperación del espesor de al menos el 100 % después de la compresión de las planchas compactadas bajo presión según lo determinado mediante una medición del espesor de acuerdo con la norma UNI:EN 823:2013; la tasa de compresión depende de la densidad de la plancha (a mayor densidad, menor compresión).

Materiales fibrosos de lana de roca (piedra):

- densidad de 20 a 250 kg/m3;

- contenido de aglutinante sólido de 1,5 a 20 %

- al menos 60 kPa en la prueba de compresión de acuerdo con la norma UNI EN 826:2013

- recuperación del espesor de al menos el 100 % después de la compresión según lo determinado mediante una medición del espesor de acuerdo con la norma UNI:EN 823:2013.

Otras características y ventajas de la presente invención resultarán más evidentes a partir de los siguientes ejemplos, proporcionados a modo de ilustración no limitativa.

Parte experimental

Ejemplo 1: Preparación de una resina (precondensado)

Se preparó de la siguiente manera una resina (precondensado) para su uso en la preparación de una composición vinculante de acuerdo con la invención.

Se mezclaron 150 partes en peso de una solución de glioxal al 40 % en peso con 20 partes en peso de lignin sulfonato de calcio y 60 partes en peso de urea a temperatura ambiente bajo agitación hasta la disolución de los componentes mencionados anteriormente.

La mezcla resultante se vertió en un reactor provisto de un sistema de reflujo y agitador, se calentó a 80 °C y se mantuvo a dicha temperatura bajo agitación vigorosa durante 2 horas.

Cuando la reacción ha terminado, se obtiene una resina como producto de la reacción de los componentes mencionados anteriormente en solución acuosa que tiene un pH de aproximadamente 7.

Ejemplo 2: Preparación de una resina (precondensado)

Se preparó de la siguiente manera una resina (precondensado) para su uso en la preparación de una composición vinculante de acuerdo con la invención.

Se mezclan 186 g de una solución de glioxal al 40 % en peso con 71 g de urea a temperatura ambiente bajo agitación hasta la disolución de los componentes mencionados anteriormente.

La mezcla resultante se vertió en un reactor provisto de un sistema de reflujo y agitador, se calentó a 80 °C y se mantuvo a dicha temperatura bajo agitación durante 1 hora.

Después de este periodo de tiempo, se añadieron 38 g de lignin sulfonato de calcio al reactor y la mezcla se mantuvo a 80 °C durante una hora más.

Cuando la reacción ha terminado, se obtiene una resina como producto de la reacción de los componentes mencionados anteriormente en solución acuosa que tiene un pH de aproximadamente 7.

Ejemplo 3: Preparación de una resina (precondensado)

Se preparó de la siguiente manera una resina (precondensado) para su uso en la preparación de una composición vinculante de acuerdo con la invención a partir de un lignin sulfonato de glioxalato.

Se mezclaron 81 g de lignin sulfonato de calcio con 132 g de agua y 14 g de una solución de hidróxido de sodio al 30 % bajo agitación hasta la disolución de los componentes mencionados anteriormente. A continuación se añadió más solución de hidróxido de sodio al 30 % en cantidad suficiente para llevar el pH a 12.

La mezcla resultante se vertió en un reactor provisto de un sistema de reflujo y agitador, al que se añadieron 17 g de una solución de glioxal al 40 %. A continuación se calentó la mezcla a 58 °C y se mantuvo bajo agitación a dicha temperatura durante aproximadamente 8 horas, obteniéndose de esta manera un producto de condensación que contiene glioxalato de lignin sulfonato de calcio al 37,5 % en peso sobre el peso seco.

Se mezclan 210 g de una solución de glioxal al 40 % en peso con 40 g de urea a temperatura ambiente bajo agitación hasta la disolución de los componentes mencionados anteriormente y el pH de la mezcla resultante se lleva a aproximadamente 4,5 añadiendo una cantidad suficiente de una solución de hidróxido de sodio al 30 %.

La mezcla resultante se vertió en un reactor provisto de un sistema de reflujo y agitador, se calentó a 75 °C y se mantuvo a dicha temperatura bajo agitación durante 2 horas.

Después de este periodo de tiempo, se añadieron al reactor 40 g del producto de condensación que contenía 37,5 % de glioxalato de lignin sulfonato de calcio y la mezcla se mantuvo a 75 °C durante una hora más.

Cuando la reacción ha terminado, se obtiene una resina como producto de la reacción de los componentes mencionados anteriormente en solución acuosa que tiene un pH de aproximadamente 7,5.

Ejemplo 4: Preparación de composiciones vinculantes de acuerdo con la invención

Las composiciones vinculantes de acuerdo con la invención se prepararon de la siguiente manera.

Se mezclaron 78 g de glucosa (dextrosa) con 325 g de agua y 12,5 g de sulfamato de amonio, y se añadió hidróxido de amonio y/o una sal de amonio orgánica o inorgánica hasta obtener un pH final de 7,5-8.

La solución resultante, en adelante en el presente documento solución 1, se mezcló a temperatura ambiente con una de las resinas (precondensados) de los Ejemplos 1-3 en proporciones sobre el peso seco de 10-30% en lo que respecta a la resina y 70-90 % en lo que respecta a la solución 1, obteniéndose de este modo composiciones vinculantes como las que se muestran en la siguiente Tabla 1.

Tabla 1

Ejemplo 5: Preparación de composiciones vinculantes de acuerdo con la invención

Las composiciones vinculantes de acuerdo con la invención se prepararon de la siguiente manera.

Se mezclaron 78 g de glucosa (dextrosa) con 325 g de agua, se añadieron 12,5 g de sulfamato de amonio e hidróxido de amonio y/o una sal de amonio orgánica o inorgánica, pH final 7,5-8, la solución resultante se calentó a 70 °C durante al menos 20 minutos. Después de un periodo de enfriamiento, se añadieron 8 g de hexametilendiamina, pH final de aproximadamente 8.

La solución resultante, en adelante en el presente documento solución 2, se mezcló con una de las resinas (precondensados) de los Ejemplos 1-3 en proporciones sobre el peso seco de 10-30 % en lo que respecta a la resina y 70-90 % en lo que respecta a la solución 2, obteniéndose de este modo composiciones vinculantes como las que se muestran en la siguiente Tabla 2.

Tabla 2

Ejemplo 6 (comparativo): Preparación de una composición vinculante sin resina (precondensado)

Se preparó una composición vinculante no de acuerdo con la invención (comparativa) mezclando 78 g de glucosa (dextrosa) con 325 g de agua y 12,5 g de sulfamato de amonio, y se añadió hidróxido de amonio y/o una sal de amonio orgánica, pH final 7,5-8.

La solución resultante se usó directamente, es decir, sin mezclar con la resina (precondensado) como composición vinculante, a la que en lo sucesivo en el presente documento se denomina composición vinculante comparativa G.

Ejemplo 7 (comparativo): Preparación de una composición vinculante sin sulfamato

Se preparó una composición vinculante no de acuerdo con la invención (comparativa) de la siguiente manera.

Se mezclaron 78 g de glucosa (dextrosa) con 325 g de agua y se añadió hidróxido de amonio y/o una sal de amonio orgánica o inorgánica, pH final 7,5-8.

La solución resultante se mezcló a temperatura ambiente con una resina (precondensado) que se obtiene de acuerdo con el Ejemplo 1 en proporciones sobre el peso seco de 10-30 % respecto a la resina y 70-90 % respecto a la solución, obteniéndose de este modo composiciones vinculantes denominadas en lo sucesivo en el presente documento colectivamente composición vinculante comparativa H.

Ejemplo 8: Preparación de materiales fibrosos con composiciones vinculantes de acuerdo con la invención y composiciones vinculantes comparativas

Las composiciones vinculantes de los ejemplos 5 a 7, y también una resina de resol comercial (formaldehído-fenolurea) (DYNEA Prefere 72-5235) como referencia, se usaron para formar productos aislantes a base de lana de vidrio. La lana de vidrio se produce mediante la técnica de centrifugación interna, en donde la composición del vidrio fundido se convierte en fibras mediante un rotor llamado "hilador" que funciona a alta velocidad de rotación, estando el rotor provisto de una banda externa (o disco) provista de una pluralidad de pequeños orificios. Debido a la fuerza centrífuga, el material fundido es arrojado contra la banda periférica perforada de la que salen filamentos primarios de material mineral fundido a través de los orificios, dichos filamentos, a su vez, siendo estirados para formar fibras delgadas gracias a la acción de un gas a alta temperatura proveniente de un quemador anular que rodea el disco.

La composición vinculante se aplicó a las fibras delgadas así obtenidas que salían del rotor por medio de una boquilla pulverizadora anular colocada debajo del rotor para distribuir uniformemente la composición vinculante sobre las fibras y obtener aglomerados de fibras ("esteras") impregnados con la composición vinculante.

Dichos aglomerados fueron recogidos en una cinta transportadora y enviados a un horno mantenido a una temperatura de al menos 180 °C, donde permanecieron durante un tiempo suficiente para permitir la polimerización (endurecimiento) de la composición y la unión con las fibras, obteniendo de este modo materiales fibrosos de forma sustancialmente paralelepípeda.

Las propiedades mecánicas de dichos materiales fibrosos, con referencia a la resistencia a la tracción, se midieron de acuerdo con la norma ASTM C 685-90 "Parting Strength of Mineral Fiber Batt - and Blaket-Type Insulation" midiendo la carga de rotura (como gramo-fuerza "gf') y calculando la resistencia a la tracción como "resistencia a la separación" como gramo-fuerza por gramo de muestra de acuerdo con la norma ASTM anterior. Los especímenes sometidos al ensayo tienen sustancialmente el mismo diámetro de fibra, la misma densidad y aproximadamente el mismo contenido de aglutinante.

Los resultados se resumen en la Tabla 3 a continuación.

Tabla 3

A partir de la Tabla 3 anterior, se puede apreciar que todos los materiales fibrosos obtenidos usando composiciones vinculantes ejemplificadas de acuerdo con la invención tienen mejores propiedades de resistencia mecánica, que son mejores que las de los materiales fibrosos obtenidos usando una composición vinculante libre de sulfamato (composición comparativa H) y mejores que las de los materiales fibrosos obtenidos usando una composición vinculante libre de resina (composición comparativa G).

Por añadidura, los materiales fibrosos obtenidos usando las composiciones vinculantes C y F, en donde el sulfonato de lignina se hace reaccionar previamente con polialdehído y la composición E que contiene hexametilendiamina tiene las mejores propiedades de resistencia mecánica de las composiciones vinculantes de acuerdo con la invención usadas en los ensayos anteriores. Respecto a este punto, para los materiales fibrosos obtenidos usando composiciones vinculantes C, E y F, un contenido de resina (precondensado) en la composición vinculante del 10 % es suficiente para obtener excelentes propiedades de resistencia mecánica.

Por otra parte, las composiciones vinculantes ejemplificadas de acuerdo con la invención tienen propiedades de resistencia mecánica sustancialmente comparables a las de la resina fenólica de referencia pero, a diferencia de estas últimas, no contienen ni liberan formaldehído.

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Composición vinculante acuosa libre de formaldehído que comprende:

- al menos un azúcar reductor;

- sulfamato de amonio y/o sulfamato de un metal alcalino o alcalinotérreo;

- un agente de ajuste del pH seleccionado del grupo que consiste en hidróxido de amonio (NH<4>OH), una sal de amonio orgánica y/o inorgánica y/o una amina orgánica;

- una resina (precondensado) que se obtiene por reacción entre un polialdehído, un compuesto de urea y al menos un sulfonato de lignina y/o un derivado de condensación del mismo con un polialdehído, estando dicha resina presente en un porcentaje de al menos 10 % en peso sobre el peso seco de la composición.

2. Composición vinculante de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el al menos un azúcar reductor está presente en una cantidad total comprendida de 50 % a 75 %, preferentemente comprendida de 50 % y 72 %, y se selecciona de monosacáridos, preferentemente glucosa, fructosa, galactosa, xilosa, arabinosa, ribosa, lixosa, manosa, ramnosa, en particular glucosa y fructosa, y polisacáridos que tengan un peso molecular promedio en peso inferior a 1.000.000, preferentemente inferior a 100.000, más preferentemente inferior a 50.000, siendo dichos polisacáridos usados después del tratamiento con ácido.

3. Composición vinculante de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el sulfamato de amonio y/o el sulfamato de un metal alcalino o alcalinotérreo, está/están presente(s) en una cantidad total comprendida entre 8 y 20 % en peso, preferentemente entre 8 y 12%, siendo el sulfamato de un metal alcalino o alcalinotérreo seleccionado preferentemente de: sulfamato de sodio, sulfamato de potasio y sulfamato de calcio.

4. Composición vinculante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho agente de ajuste del pH está presente en una cantidad de al menos 7 %, preferentemente entre 7 % y 10 % para ajustar el pH a valores comprendidos entre 6 y 9, preferentemente entre 6 y 8.

5. Composición vinculante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha sal de amonio orgánica es la sal de amonio de un ácido seleccionado de: ácido cítrico, ácido tartárico, ácido glicólico, ácido málico y ácido láctico.

6. Composición vinculante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha amina orgánica se selecciona del grupo que consiste en 2-amino-2-metil-propanol (AMP), hexametilendiamina y bis(hexametileno)triamina.

7. Composición vinculante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha resina (precondensado) está presente en un porcentaje entre 10 % y 30 % en peso sobre el peso seco de la composición.

8. Composición vinculante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho polialdehído es un dialdehído no polimérico, preferentemente glioxal, glutaraldehído, 1,6-hexanodial o dialdehído 1,4-tereftálico, dicho compuesto de urea es preferentemente urea y dicho al menos un sulfonato de lignina se selecciona de sales de amonio o sales de metales alcalinos o alcalinotérreos con ácido lignin sulfónico, preferentemente lignin sulfonato de sodio, lignin sulfonato de potasio, lignin sulfonato de magnesio, lignin sulfonato de calcio, lignin sulfonato de amonio y combinaciones de los mismos.

9. Composición vinculante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha resina se obtiene haciendo reaccionar una mezcla que comprende de 35 % a 65 % de polialdehído, de 15 % a 45 % de compuesto de urea, preferentemente glioxal, y de 5 % a 40 % de al menos un sulfonato de lignina y/o un derivado de condensación del mismo con un polialdehído, en donde los porcentajes son en peso sobre el peso seco de la mezcla resultante al final de la adición de todos dichos componentes, a una temperatura comprendida preferentemente entre 60 °C y 100 °C, en particular 80 °C, durante un tiempo suficiente para completar sustancialmente la reacción.

10. Composición vinculante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho derivado de condensación se obtiene haciendo reaccionar dicho al menos un sulfonato de lignina con un polialdehído a una temperatura comprendida preferentemente entre 50 °C y 70 °C.

11. Composición vinculante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además un aceite mineral (5-8%), aminosilano (preferentemente 0,1-0,2%), polisiloxanos (preferentemente 0,1-0,5%) o mezclas de los mismos.

12. Composición vinculante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además al menos un componente acrílico que tiene un peso molecular comprendido entre 3.000 y 10.000.

13. Uso de la composición vinculante acuosa, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la preparación de material fibroso mineral.

14. Proceso para preparar un material fibroso a partir de fibras minerales libres, comprendiendo dicho proceso las etapas de:

- formar fibras minerales libres de material rocoso o vítreo;

- aplicar una composición vinculante acuosa de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 a dichas fibras minerales libres, formándose de este modo aglomerados de fibras minerales con dicha composición vinculante; y

- someter dichos aglomerados a un tratamiento térmico a una temperatura capaz de endurecer dicha composición vinculante, obteniendo así dicho material fibroso.

15. Proceso de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el tratamiento térmico se produce a una temperatura de al menos 180 °C.

16. Material fibroso mineral obtenible mediante el proceso de acuerdo con la reivindicación 14 o 15.

17. Material fibroso mineral de acuerdo con la reivindicación 16, que es un material fibroso de lana de vidrio que tiene una o más de las siguientes propiedades:

- densidad de 6 a 110 kg/m3;

- contenido de aglutinante sólido de 5 a 20 %

- resistencia a la separación de al menos 100 gf/f de acuerdo con la norma ASTM C 685-90;

- recuperación del espesor de al menos el 100 % después de la compresión para cubiertas enrolladas compactadas bajo presión (relación de compresión superior a 4,5) según lo determinado mediante una medición del espesor de acuerdo con la norma UNI:EN 823:2013; y

- recuperación del espesor de al menos el 100 % después de la compresión de las planchas comprimidas bajo presión según lo determinado mediante una medición del espesor de acuerdo con la norma UNI:EN 823:2013.

18. Material fibroso mineral de acuerdo con la reivindicación 16, que es un material fibroso de lana de roca que tiene una o más de las siguientes propiedades:

- densidad de 20 a 250 kg/m3;

- contenido de aglutinante sólido de 1,5 a 20 %

- al menos 60 kPa en la prueba de compresión de acuerdo con la norma UNI EN 826:2013; y

- recuperación del espesor de al menos el 100 % después de la compresión según lo determinado mediante una medición del espesor de acuerdo con la norma UNI:EN 823:2013.