PL206776B1 - Kompozycja żywiczna, kompozycja klejowa zawierająca tę kompozycję żywiczną do produktu na bazie wełny mineralnej, sposób wytwarzania produktu na bazie wełny mineralnej - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206776 (21) Numer zgłoszenia: 385756 (13) B1 (22) Data zgłoszenia: 09.07.1998 (62) Numer zgłoszenia, z którego nastąpiło wydzielenie:

339216 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

09.07.1998, PCT/FR98/001484 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

28.01.1999,WO99/03906 (51) Int.Cl.

C08G 14/08 (2006.01) C03C 25/10 (2006.01) C08L 61/06 (2006.01)

Kompozycja żywiczna, kompozycja klejowa zawierająca tę kompozycję żywiczną (54) do produktu na bazie wełny mineralnej, sposób wytwarzania produktu na bazie wełny mineralnej (30) Pierwszeństwo:

15.07.1997, FR, 97/08936 (43) Zgłoszenie ogłoszono:

04.12.2000 BUP 25/00 (73) Uprawniony z patentu:

SAINT-GOBAIN ISOVER, Courbevoie, FR (72) Twórca(y) wynalazku:

BERNARD LERICQUE, Rantigny, FR SERGE TETARE, Saint-Maximin, FR CLAIRE LABBE, Creil, FR

PHILIPPE ESPIARD, Gouvieux, FR (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

30.09.2010 WUP 09/10 (74) Pełnomocnik:

rzecz. pat. Skulimowska-Makówka Iwona POLSERVICE KANCELARIA RZECZNIKÓW PATENTOWYCH Sp. z o.o.

PL 206 776 B1

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy kompozycji żywicznej, kompozycji klejowej zawierającej tę kompozycję żywiczną do produktu na bazie wełny mineralnej oraz sposobu wytwarzania produktu na bazie wełny mineralnej, zwłaszcza produktów izolujących w postaci filcu lub woalu.

Sporządzanie produktów na bazie wełny mineralnej obejmuje pierwszy etap produkcji wełny jako takiej, zwłaszcza przy zastosowaniu znanej metody rozciągania odśrodkowego, w której stopiona substancja mineralna jest przetwarzana na włókna elementarne oraz etap formowania, w którym włókna elementarne są rozciągane i przenoszone do elementu odbiorczego za pomocą strumienia gazu o dużej szybkości i wysokiej temperaturze w celu uformowania maty. Aby zapewnić spójność maty rzuca się na wełnę w trakcie jej drogi do elementu odbiorczego kompozycję zwaną kompozycją klejową, zawierającą żywicę termoutwardzalną. Tak potraktowana mata jest następnie poddawana obróbce cieplnej w suszarce w celu przeprowadzenia polikonedensacji żywicy i otrzymania produktu o pożądanych własnoś ciach, takich jak stabilność wymiarów, wytrzymałość na rozcią ganie, zwiększona grubość po kompresji, jednolity kolor.

Kompozycje klejowe rozpyla się zwykle na wełnie mineralnej i sporządza w postaci kompozycji wodnej (roztwór, dyspersja). Kompozycję tę sporządza się zwykle niedługo przed rozpyleniem na miejscu produkcji, przez dodanie zwykle stosowanych składników. Są to katalizator utwardzania, taki jak siarczan amonowy, mocznik i ewentualne środki pomocnicze, takie jak oleje mineralne smarujące jako środek przeciwpyłowy, woda amoniakalna, silany jako promotor przyczepności, silikon jako środek uszczelniający.

Przydatność takich kompozycji do rozpylania uwarunkowana jest rozcieńczalnością żywicy w wodzie, co zwykle definiuje się w sposób nastę pujący. Rozcieńczalność w wodzie żywicy w postaci kompozycji wodnej (rezol) jest to objętość wody zdejonizowanej, którą można w danej temperaturze dodać do jednostki objętości takiej kompozycji, zanim powstanie trwałe zmętnienie. Rozcieńczalność w wodzie żywicy przydatnej do stosowania w kompozycji klejowej, którą można rozpylać , korzystnie wynosi przynajmniej 1000% w 20°C, to znaczy, że można rozcieńczyć 10 ml żywicy za pomocą 10 x 10 ml lub większej ilości wody tak, by nie powodować zmętnienia mieszaniny.

Poza tym ze względu na ewentualność zastosowania żywicy w ostatniej chwili pożądane jest, by była ona stabilna w trakcie przechowywania. Rozcieńczalność zatem powinna pozostawać wysoka w maksymalnie długim okresie czasu. Korzystnie żywica będzie charakteryzować się rozcieńczalnością w wodzie w 20°C równą 1000% lub większą, w ciągu przynajmniej 8 dni.

Stosowaną żywicą termoutwardzalną jest zwykle rezol fenolowy otrzymany za pomocą kondensacji fenolu i formaldehydu lub odpowiedników w obecności katalizatora zasadowego. Aby spełnić wymaganie zapewnienia wysokiej rozcieńczalności w wodzie ogranicza się stopień kondensacji monomerów, aby uniknąć tworzenia się długich łańcuchów cząsteczkowych, mało hydrofilowych, ograniczających rozcieńczalność.

Z tego względu zazwyczaj kończy się reakcję kondensacji przy liczbie postępu reakcji, przy której łańcuchy cząsteczkowe nie są bardzo długie, przeprowadzając zobojętnianie środowiska reakcyjnego o pH rzędu 7 do 8 za pomocą mocnego kwasu, takiego jak kwas siarkowy, którego działanie polega na dezaktywowaniu katalizatora zasadowego. Rezol ma zatem pewną zawartość produktów wyjściowych, fenolu i formaldehydu, które nie uległy reakcji.

Z drugiej strony, aby ograniczyć ryzyko zanieczyszczenia atmosfery w czasie stosowania kompozycji klejowej, pożądane jest, by stosowana kompozycja była również w miarę możliwości wolna od lotnych związków organicznych, takich jak nieprzetworzone produkty wyjściowe, wolne fenol i formaldehyd, lub inne produkty, które mogą powstawać w czasie kondensacji monomerów i by generowała ona jak najmniej produktów ubocznych zanieczyszczających środowisko w czasie rozpylania na włókna elementarne o wysokiej temperaturze i/lub przejścia w suszarce. Teoretycznie byłoby możliwe zmniejszenie zawartości monomerów, szczególnie wolnego fenolu, a zwłaszcza lotnych pochodnych fenolowych, przez zwiększenie czasu trwania i stopnia kondensacji żywic, lecz wówczas odbiłoby się to niekorzystnie na rozcieńczalności żywicy.

Problem leżący u podstaw wynalazku polega na zaspokojeniu jak można najlepiej tych dwóch sprzecznych wymagań.

Aby zmniejszyć zawartość wolnego fenolu w żywicy proponuje się zwykle sporządzenie rezolu fenolowego przez przeprowadzenie reakcji fenolu z formaldehydem w stosunku molowym formaldehyd/fenol większym niż 1, co ułatwia zużycie fenolu, a następnie dodanie mocznika, który reaguje

PL 206 776 B1 z nadmiarem formaldehydu. Otrzymuje się tym sposobem ż ywice powstał e z kondensatów formaldehyd/fenol i mocznik/formaldehyd. Żywicę można zobojętnić przed dodaniem mocznika lub po jego dodaniu, przy zaistnieniu dodatkowego skutku w postaci przesunięcia równowagi reakcji odwracalnej między mocznikiem i formaldehydem w kierunku tworzenia produktu kondensacji. Zwykle korzystne jest zobojętnianie żywicy przy pH zbliżonym do 7, aby uniknąć uwalniania zanieczyszczających produktów wyjściowych.

W dokumencie EP-A-0 148 050 przedstawiono sporządzanie według tej metody żywic o rozcieńczalności w wodzie przynajmniej równej 1000% i o zawartości wolnego fenolu (wagowo w stosunku do całkowitej masy ciekłej żywicy) mniejszej lub równej 0,5% i zawartości wolnego formaldehydu (wagowo w stosunku do całkowitej masy ciekłej żywicy) mniejszej lub równej 3%.

W sytuacji idealnej, w celu ułatwienia sporządzania na miejscu kompozycji klejowej, cały mocznik powinno się dodać do żywicy w momencie wytwarzania żywicy. Jednakże modyfikacja rezolu mocznikiem może doprowadzić do częściowego wstępnego utwardzania klejonki i może powodować trudności w późniejszym operowaniu produktem. Dlatego też jedynie częściowo modyfikuje się rezol, który ma zawsze pewną zawartość formaldehydu i ponadto dodaje się do kompozycji klejowej mocznik. Te kompozycje klejowe powinno się jednakże stosować dość szybko, ponieważ ich czas przechowywania jest stosunkowo ograniczony.

EP-A-0 512 908 przedstawia środek służący zmniejszaniu wstępnego utwardzania i zwiększaniu czasu przechowywania przed użyciem klejonki sporządzonej na bazie modyfikowanego rezolu tego typu. Polega on na przeprowadzeniu reakcji rezolu zobojętnionego dwoma reagentami azotowymi, a mianowicie wodą amoniakalną i mocznikiem.

Inne modyfikacje żywic mające na celu poprawę innych własności klejonki są również znane w stanie techniki.

A zatem US-A-4 176 105 przedstawia sporządzanie środka wiążącego do włókien mineralnych na bazie rezolu fenolowego o lepszej odporności termicznej, który ulega operacji utwardzania termicznego bez skłonności do rozkładu egzotermicznego bez płomienia (znanego pod angielskim pojęciem punking), zwykle odpowiedzialnego za wady koloru produktów na bazie włókien mineralnych. Proponuje się sporządzanie fenolowego polimeru wstępnego modyfikowanego o niskim ciężarze cząsteczkowym w trzech etapach polegających na połączeniu kondensatu fenol-formaldehyd o niskim ciężarze cząsteczkowym składającego się z istoty swojej z polihydroksymetylofenoli ze związkiem boru rozpuszczalnym w wodzie, takim jak kwas borowy, aż do uzyskania pH rzędu 2, następnie doprowadzeniu za pomocą zasady takiej jak wodorotlenek anionowy pH mieszaniny do wartości rzędu od 7 do 9, a następnie dodaniu związku azotowego dwufunkcyjnego, takiego jak mocznik.

US-A-5 032 431 ujawnia zastosowanie boranu rozpuszczalnego w wodzie w celu poprawy odporności na wilgoć kompozycji na bazie żywicy fenolowej utwardzonych w środowisku alkalicznym zastosowanych w produkcji materiałów izolujących o ciemnym kolorze na bazie włókien szklanych. Boran, taki jak metaboran litowy, sodowy lub potasowy, można po prostu dodać do alkalicznego rezolu fenolowego o pH większym niż 8,5 lub wyprodukować in situ przez reakcję kwasu borowego z odpowiednim wodorotlenkiem alkalicznym w ilości dostatecznej na to, by pH kompozycji pozostawało większe niż 8,5.

O ile żywice i kompozycje klejowe sporządzone w sposób przedstawiony powyżej umoż liwiają osiągnięcie dość zadawalającego kompromisu między zawartością wolnych fenolu i formaldehydu oraz rozcieńczalnością, nadal pożądana jest poprawa tych parametrów. Celem wynalazku jest żywica do kompozycji klejowej, która charakteryzuje się bardzo niską zawartością zanieczyszczających lotnych związków organicznych, nie tylko fenolu i formaldehydu, lecz również lotnych pochodnych organicznych, takich jak monometylofenole, która jest rozcieńczalna i korzystnie stabilna w przechowywaniu w ciągu okresu czasu przynajmniej równego okresowi czasu charakterystycznego dla żywic znanych aktualnie, i która ponadto jest łatwa w sporządzaniu.

Niniejszy wynalazek opiera się na nieoczekiwanym odkryciu, że możliwe jest sporządzanie kompozycji żywicznej rozcieńczalnej i stabilnej na bazie rezolu fenolowego bardzo skondensowanego, której rozcieńczalność w środowisku zasadowym może być stosunkowo niska i która wytrąca się zwykle w środowisku kwasu siarkowego. Wynalazek umożliwia zatem sporządzanie żywic fenolowych mało zanieczyszczających środowisko przez prowadzenie reakcji kondensacji w kierunku produktów o wysokim ciężarze cząsteczkowym, co rozwiązuje problem stosowania żywicy na linii produkcyjnej.

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja żywiczna na bazie rezolu fenol-formaldehyd modyfikowanego mocznikiem o stosunku formaldehyd/fenol od 2 do 5, przy czym kompozycja ma zawartość

PL 206 776 B1 wolnego formaldehydu mniejszą lub równą 3% wagowo w stosunku do całkowitej masy kompozycji, zawartość wolnego fenolu mniejszą lub równą 0,5% i rozcieńczalność w wodzie mierzoną w 20°C co najmniej 1000%, charakteryzująca się tym, że jej pH wynosi 8,5 do 10 i zawiera:

- niezoboję tniony nadmiernie skondensowany rezol, otrzymany przez kondensację, w środowisku zasadowym, fenolu i formaldehydu, i ewentualnie mocznika, aż do momentu, gdy produkt kondensacji osiągnie

- rozcieńczalność w wodzie przy pH 9 mierzona w temperaturze 20°C mniejszą lub równą 2000%,

- i rozcieńczalność w wodzie mierzoną w temperaturze 20°C po zobojętnieniu kwasem siarkowym mniejszą niż 500%, przy czym modyfikacja za pomocą mocznika, w razie potrzeby, prowadzona jest po kondensacji,

- i siarczan amonowy jako opóź niający reagent zobojętniający.

Przedmiotem wynalazku jest również kompozycja klejowa do produktu na bazie wełny mineralnej, zawierająca kompozycję żywiczną taką jak określono powyżej i ewentualnie mocznik i/lub klejowe środki pomocnicze.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania produktu na bazie wełny mineralnej, w którym produkuje się wełnę mineralną, obejmują cy rozpylanie na wełnie kompozycji klejowej, zbieranie sklejonej wełny w postaci arkusza, i poddanie arkusza obróbce termicznej, polegający na tym, że stosuje się kompozycję klejową zawierającą kompozycję żywiczną taką jak określono powyżej.

Wynalazek korzystnie umożliwia sporządzenie stabilnych kompozycji żywicznych o rozcieńczalności w wodzie w 20°C większej lub równej 1000% w ciągu przynajmniej 3 tygodni przechowywania w 12°C.

W niniejszym wynalazku rezole fenol-formaldehyd można modyfikować za pomocą mocznika w znany sposób przez reakcję na gorąco, szczególnie tak jak opisano to w EP-A-0 148 050 lub na zimno, po ewentualnym okresie przerwy w temperaturze otoczenia produktu kondensacji fenol-formaldehyd.

W niniejszym opisie termin nadmiernie skondensowany rezol oznacza rezol charakteryzują cy się na końcu etapu kondensacji fenol-formaldehyd i ewentualnie mocznik, stosunkowo wysoką zawartością dużych oligomerów zawierających przynajmniej trzy pierścienie wzajemnie skondensowane i wysokim średnim ciężarem cząsteczkowym, na przykład, lecz nie stanowi to ograniczenia, większym lub równym 500. Rezol ten otrzymuje się zwiększając czas i/lub temperaturę reakcji w porównaniu z klasycznymi żywicami, a więc stopień kondensacji, tak aby zapewnić przemianę quasi ilościową początkowego fenolu, przechodząc stadium monokondensacji w monometylofenole. Ma on więc bardzo małą zawartość wolnego fenolu i lotnych związków fenolowych mogących zanieczyszczać atmosferę w miejscu stosowania.

Duża zawartość w rezolu gatunków o wysokich ciężarach cząsteczkowych względnie hydrofobowych daje w rezultacie stosunkowo niską rozcieńczalność żywicy.

Cecha nadmiernej kondensacji rezoli stosowanych zgodnie z wynalazkiem wyraża się rozcieńczalnością mieszaniny zasadowej (przy pH około 9) na końcu reakcji między fenolem, formaldehydem i ewentualnie mocznikiem, która jest mniejsza lub równa 2000% dla mieszaniny reakcyjnej, której ekstrakt suchy jest zwłaszcza rzędu od 40 do 60% wagowych.

Wynalazek korzystnie wykorzystuje rezole bardzo silnie skondensowane o rozcieńczalności mniejszej lub równej 1500% lub jeszcze mniej 1000%, zwłaszcza rzędu 400 do 900%.

Korzystnie wynalazek umożliwia uzyskanie zawartości wolnego fenolu mniejszej niż lub równej 0,2%, a nawet 0,1% lub mniejszej.

Na ogół gdy zobojętnia się za pomocą kwasu siarkowego, nadmiernie skondensowany rezol ma on bardzo małą rozcieńczalność, zwłaszcza mniejszą niż 500%, a nawet zero.

Można stwierdzić strącanie się gdy tylko pH osiąga wartość rzędu od 8 do 8,5.

Nie zobojętnia się rezolu zaraz po sporządzeniu, ponieważ dąży się do uzyskania możliwie największego stopnia kondensacji, aby ograniczyć emisję zanieczyszczeń, nie ma absolutnej potrzeby szybkiego dezaktywowania katalizatora zasadowego. W tym przykładzie wykonania wynalazku kompozycja żywiczna zgodna z wynalazkiem zawiera niezobojętniony rezol fenol-formaldehyd-mocznik. Wartość pH takiej kompozycji jest zwykle rzędu od 8,5 do 10.

W szczególności przedmiotem wynalazku jest kompozycja żywiczna zawierająca nadmiernie skondensowany rezol, którego rozcieńczalność przy pH 9 jest mniejsza lub równa 2000%, zwłaszcza rzędu 1000 do 2000%, niezobojętniony, przeznaczony do mieszaniny sporządzanej w danym momencie ze środkiem zobojętniającym.

PL 206 776 B1

Kompozycja ta jest stabilna w przechowywaniu i stosuje się ją jako mieszaninę wstępną, którą można uzupełnić w ostatniej chwili na miejscu stosowania mieszaniną sporządzoną w danym momencie ze składnikami koniecznymi dla sporządzenia kompozycji klejowej.

Wśród składników dodaje się zwłaszcza reagent zobojętniający, ponieważ zawsze jest oczywiście pożądane ze względu na zanieczyszczanie środowiska, by żywica w momencie stosowania klejonki i/lub przejścia w suszarce była w postaci zobojętnionej.

Kompozycja żywiczna może zawierać jako reagent zobojętniający prekursor kwasowy działający w sposób zwolniony, zwłaszcza pod wpływem aktywacji cieplnej. Tym sposobem, na przykład, siarczan amonowy lub siarczan glinowy dodane do kompozycji żywicznej w temperaturze otoczenia nie zmieniają pH kompozycji, lecz powodują wydzielanie się kwasu siarkowego w wysokiej temperaturze. Ilość siarczanu amonowego w kompozycji określa się w taki sposób, by zapewnić ilość równoważników H2SO4 dostateczną dla zobojętnienia zasadowego katalizatora zawartego w rezolu.

W przypadku szczególnym, w którym rezol fenol-formaldehyd-mocznik rozpyla się w stanie niezobojętnionym, zwłaszcza przy rozcieńczalności rzędu od około 1000 do 2000%, a nawet mniejszej, lecz częściej od około 1500 do 2000% przy pH 9, reagent zobojętniający można dodać na etapie rozpylania w postaci strumienia roztworu lub wodnej dyspersji rozpylonej na szczycie pierścienia [crown ring] klejonki. Reagent zobojętniający prekursor kwasowy, który może działać w sposób zwolniony, zwłaszcza pod wpływem aktywacji cieplnej, można również zastosować w tym wariancie, a aktywacja cieplna może, na przykład, mieć miejsce, gdy kompozycję klejową stosuje się na gorące włókna elementarne materiału mineralnego lub w trakcie przejścia włókien maty przez suszarkę.

Sposób wytwarzania produktu na bazie wełny mineralnej, w którym produkuje się wełnę mineralną, w którym rozpyla się na wełnie kompozycję klejową, zbiera się sklejoną wełnę w postaci maty i poddaje matę obróbce termicznej, charakteryzuje się tym, ż e stosowana kompozycja klejowa zawiera kompozycję żywiczną zawierającą reagent zobojętniający z aktywacją cieplną.

W sposobie wytwarzania produktu na bazie wełny mineralnej, w którym produkuje się wełn ę mineralną, rozpyla się na wełnie kompozycję klejową, zbiera się sklejoną wełnę w postaci maty i poddaje matę obróbce termicznej, kompozycja klejowa może zawierać kompozycję żywiczną zawierającą rezol niezobojętniony i na wełnę rozpyla się również środek zobojętniający.

Początkowe pH rezolu otrzymanego w środowisku zasadowym jest zwykle rzędu od 8,5 do 10, zwłaszcza od 9 do 9,5.

Na etapie nadmiernej kondensacji przeprowadza się reakcję fenolu i formaldehydu w obecności katalizatora zasadowego, a stosunek formaldehyd/fenol jest rzędu od 2 do 5, korzystnie od 2,5 do 4, zwłaszcza od 2,8 do 3,6. Katalizator zasadowy znany sam w sobie, zwłaszcza wodorotlenek sodowy, wodorotlenek potasowy, wodorotlenek wapniowy lub wodorotlenek barowy lub katalizator aminowy, jest zwykle stosowany w ilości odpowiadającej 6 do 20 moli równoważników hydroksylowych OH^- na 100 moli początkowego fenolu.

Korzystnie reakcja ta jest prowadzona aż do momentu uzyskania współczynnika przemiany fenolu równego lub większego niż 98%, korzystnie 99%, a jeszcze szczególniej rzędu przynajmniej 99,3 do 99,5%.

Monomery można umieścić w obecności zasadowego katalizatora polimeryzacji korzystnie w temperaturze zawartej między około 20 i 60°C i doprowadza się je do temperatury reakcji zawartej między około 50 i 80°C, korzystnie do około 70°C, aż uzyska się pożądany współczynnik przemiany.

Korzystnie utrzymuje się tę temperaturę reakcji w ciągu 100 do 200 minut, korzystnie od około 130 do 160 minut. To przedłużone ogrzewanie umożliwia osiągnięcie nadmiernej kondensacji żywicy z tworzeniem się gatunków o wysokich ciężarach czą steczkowych mają cych wię kszą zawartość dużych oligomerów zawierających trzy i więcej niż trzy pierścienie fenolowe wzajemnie skondensowane. Następnie ochładza się mieszaninę do temperatury od 20 do 30°C.

Można również umieścić monomery w obecności zasadowego katalizatora polimeryzacji korzystnie w temperaturze zawartej między około 20 i 60°C i doprowadza się je do pierwszej temperatury reakcji zawartej między 50 i 80°C, korzystnie do około 70°C, następnie podnosi się temperaturę mieszaniny do drugiej temperatury reakcji zawartej między 70 i 90°C, korzystnie 85°C, aż uzyska się pożądany współczynnik przemiany. Ten drugi poziom ogrzewania ma na celu przeprowadzenie nadmiernej kondensacji żywicy z tworzeniem się gatunków o wysokich ciężarach cząsteczkowych mających większą zawartość dużych oligomerów zawierających trzy i więcej niż trzy pierścienie fenolowe wzajemnie skondensowane.

PL 206 776 B1

Korzystnie czas trwania reakcji w pierwszej temperaturze wynosi od 50 do 80 minut i czas trwania reakcji w drugiej temperaturze wynosi od 30 do 60 minut. Następnie ochładza się mieszaninę do temperatury od 20 do 30°C.

Ogólnie do mieszaniny reakcyjnej można również wprowadzić w sposób ciągły jeden monomer lub kilka monomerów kondensacyjnych.

Sporządzanie kompozycji żywicznej obejmuje poza tym modyfikację rezolu mocznikiem. Można doprowadzić do kondensacji mocznika z monomerami mieszaniny reakcyjnej na gorąco. Korzystnie mocznik wprowadza się do środowiska reakcyjnego w trakcie etapu ochładzania, zwłaszcza od początku ochładzania. Można go również dodać po całkowitym ochłodzeniu mieszaniny reakcyjnej, ewentualnie po pewnym okresie przechowywania w temperaturze otoczenia lub niższej.

Etap zobojętniania może mieć miejsce zaraz po etapie nadmiernej kondensacji (w ochłodzonej mieszaninie) lub korzystnie po etapie przechowywania w określonym okresie czasu następującym po etapie nadmiernej kondensacji. Szczególnie korzystnie może on mieć miejsce tuż przed sporządzeniem klejonki.

Etap zobojętniania może obejmować również mieszanie rezolu z reagentem zobojętniającym o aktywacji cieplnej i ogrzewanie powstał ej mieszaniny, a ogrzewanie to moż e mie ć miejsce w czasie rozpylania na gorących elementarnych włóknach szklanych lub w czasie przejścia maty przez suszarkę.

Rozpuszczalne i stabilne kompozycje żywiczne zgodne z wynalazkiem można korzystnie stosować w kompozycji klejowej do produktu na bazie wełny mineralnej, mało zanieczyszczającej środowisko, a poza tym dobrze nadającej się do rozpylania.

Wynalazek obejmuje kompozycję klejową do produktu na bazie wełny mineralnej zawierającej kompozycję żywiczną, taką jak przedstawiona powyżej, ewentualnie dodatkowo mocznik i ewentualnie klejowe środki pomocnicze, a składy ilościowe żywicy i mocznika mogą wynosić korzystnie 50:50 do 90:10.

Ogólnie typowa kompozycja klejowa może zawierać następujące środki pomocnicze na 100 części wagowych suchej masy żywicy i mocznika:

siarczan amonowy 0 do 5, korzystnie 3 silan, zwłaszcza aminosilan 0 do 2 olej mineralny 0 do 20 woda amoniakalna przy 20% 0 do 20, korzystnie 3 do 12

Wodę amoniakalną można wprowadzić do kompozycji żywicznej na gorąco w czasie syntezy lub na zimno jako mieszaninę wstępną po kondensacji lub w czasie sporządzania klejonki lub na różnych etapach produkcji kompozycji.

Inne korzyści i cechy charakterystyczne wynalazku wynikają z następujących, nieograniczających przykładów.

P r z y k ł a d

W celu sporzą dzenia rezolu fenol-formaldehyd-mocznik o rozcień czalnoś ci 2000% o pH 9,3 (suchy ekstrakt: 46,4%) prowadzi się następującą reakcję.

Do reaktora poddanego mieszaniu i ogrzanego do 45°C wprowadza się 42,37 kg fenolu (451 mola) i 127,29 kg wodnego roztworu zawierającego 37% wagowych formaldehydu. Odpowiada to stosunkowi cząsteczkowemu formaldehyd/fenol = 3,5.

Utrzymując temperaturę na poziomie 45°C dodaje się w ciągu 30 minut stopniowo 5,35 kg wodorotlenku sodowego w roztworze przy 47% (to znaczy 62,8 mola NaOH).

Na końcu dodawania wodorotlenku sodowego zwiększa się temperaturę mieszaniny do 70°C w cią gu 30 minut. Mieszanie utrzymuje się w tej temperaturze w cią gu 140 minut.

Współczynnik przetworzenia fenolu na końcu tej nadmiernej kondensacji wynosi 99,44%.

Zaczyna się wówczas ochładzanie reaktora i w tym samym czasie dodaje się 44 kg mocznika w postaci ziaren w cią gu 25 minut. Temperatura wynosi wówczas 45°C. Ochł adzanie kontynuuje się w cią gu 15 minut aż do uzyskania temperatury 30°C.

Otrzymany rezol ma pH 9,3 i rozcieńczalność w wodzie przy tym pH 2000%.

Utrzymuje się ten rezol jako zasadowy w 12°C w ciągu okresu czasu, który może wynosić aż 15 dni.

Aby uzyskać pH 7,2 tego rezolu należy dodać 11,2 kg kwasu siarkowego przy 25% (to znaczy 2,8 kg H2SO4 lub 28,5 moli).

PL 206 776 B1

Dokładnie przed wytwarzaniem klejonki dodaje się ilość siarczanu amonowego równoważną kwasowi siarkowemu (28,5 mola, to znaczy 3,76 kg (NH4)2SO4, na przykład, 18,8 kg roztworu siarczanu amonowego przy 20%).

Bezzwłocznie rozpyla się otrzymany roztwór razem z wodą rozcieńczającą.

Gdy poddaje się ją działaniu wysokich temperatur elementarnych włókien szklanych z jednej strony i suszarki z drugiej strony, roztwór jest miejscem reakcji, w której 1 mol siarczanu amonowego generuje 1 mol kwasu siarkowego i 2 mole amoniaku. Uwolniony kwas siarkowy zobojętnia rezol in situ na elementarnych włóknach szklanych.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Kompozycja żywiczna na bazie rezolu fenol-formaldehyd modyfikowanego mocznikiem o stosunku formaldehyd/fenol od 2 do 5, przy czym kompozycja ma zawartość wolnego formaldehydu mniejszą lub równą 3% wagowo w stosunku do całkowitej masy kompozycji, zawartość wolnego fenolu mniejszą lub równą 0,5% i rozcieńczalność w wodzie mierzoną w 20°C co najmniej 1000%, znamienna tym, że jej pH wynosi 8,5 do 10 i że zawiera:

   - niezoboję tniony nadmiernie skondensowany rezol, otrzymany przez kondensację , w ś rodowisku zasadowym, fenolu i formaldehydu, i ewentualnie mocznika, aż do momentu, gdy produkt kondensacji osiągnie

   - rozcieńczalność w wodzie przy pH 9 mierzona w temperaturze 20°C mniejszą lub równą 2000%,

   - i rozcieńczalność w wodzie mierzoną w temperaturze 20°C po zobojętnieniu kwasem siarkowym mniejszą niż 500%, przy czym modyfikacja za pomocą mocznika, w razie potrzeby, prowadzona jest po kondensacji,

   - i siarczan amonowy jako opóź niają cy reagent zoboję tniają cy.
2. 2. Kompozycja klejowa do produktu na bazie wełny mineralnej, znamienna tym, że zawiera kompozycję żywiczną taką jak określono w zastrz. 1 i ewentualnie mocznik i/lub klejowe środki pomocnicze.
3. 3. Sposób wytwarzania produktu na bazie wełny mineralnej, w którym produkuje się wełnę mineralną, obejmujący rozpylanie na wełnie kompozycji klejowej, zbieranie sklejonej wełny w postaci arkusza, i poddanie arkusza obróbce termicznej, znamienny tym, że stosuje się kompozycję klejową zawierającą kompozycję żywiczną taką jak określona w zastrz. 1.