RS54917B1 - Vezivo za mineralna vlakna modifikovano sa ureom - Google Patents

Abstract

Kompozicija vodenog veziva za mineralna vlakna, naznačena time, što se sastoji od:(1) u vodi rastvorne komponente veziva koja reaguje sa najmanje jednim alkanolaminom, sa najmanje jednom polikarboksilnom kiselinom ili anhidridom i, opciono, tretiranjem ovog produkta reakcije sa nekom bazom;(2) neke komponente šećera; i(3) ureea odnosl komponenata (1), (2) i (3) su unutar opsega od 10 do 80 mas% za (1), od 15 do 80 mas% za (2) i od 5 do 60 mas% za (3), računato na sadržaje čvrste faze komponenata (1), (2) i (3), merene posle 1 h tretmana na 200°C.Prijava sadrži još 13 patentnih zahteva.

Description

OBLAST PRONALASKA

Ovaj pronalazak se odnosi na visok prinos viodenog veziva za produkte od mineralnih vlakana, na postupak za dobijanje produkata od vezanih mineralnih vlakana upotrebom pomenutog veziva i na produkt od mineralnih vlakana koji sadrži mineralna vlakna u kontaktu sa pečenim vezivom.

STANJE TEHNIKE

Produkti od mineralnih vlakana obično sadrže staklasta vlakna proizvedena ljudskom delatnošću, kao što su, npr., staklena vlakna, keramička vlakna, bazaltna vlakna, vlakna od šljake, mineralna vuna i kamena vuna, koja se zajedno povezuju pomoću pečenog termostabilnog polimernog vezivog materijala. Mineralna vlakna se upotrebljavaju u produktima za toplotnu i zvučnu izolaciju, kao otirači od vezanih mineralnih vlakana, a obično se dobijaju konvertovanjem u vlakna nekog rastopa, napravljenog od pogodnih sirovinskih materijala, na konvencionalan način, na primer procesom obrtanja šoljice ili procesom kaskadnog rotora. Vlakna se duvaju u komoru za formiranje, a dok su u vazduhu i dok su još uvek topla, sprejiraju se sa rastvorom veziva i nasumice talože kao tkanina ili mreža na konvejerskoj traci. Zatim se ova tkanina od vlakana prebacuje u peć za pečenje, gde se zagreva vazduhom koji se duva kroz ovu tkaninu da se ispeče vezivo i kruto veže zajedno mineralna vlakna.

U prošlosti izbor vezivnih smola su činile fenol-formaldehidne smole, koje se mogu ekonomiično proizvoditi, a mogu se prošiiriti sa ureom pre upotrebe, kao vezivo. Međutim, postojeće i predviđeno zakonodavstvo usmereno je na smanjivanje ili eliminaciju emisije formaldehida, što je dovelo do razvoja veziva bez formaldehida, kao što su, na primer, kompozicije veziva zasnovane na polikarboksilnim polimerima i poliolima ili poliaminima, kao što je opisano u dokumentima EP-A-583086, EP-A-990727, EP-A-1741726, US-A-5,318,990 i US-A-2007/0173588.

Drugu grupu ne-fenol-formaldehidnih veziva predstavljaju produkti reakcije adicije/eliminacije alifatičnih i/ili aromatičnih anhidrida sa alkanolaminima, npr., kao što je opisano u WO 99/36368, WO 01/05725, WO 01/96460, WO 02/06178, WO 2004/007615 i WO 2006/061249. Ove kompozicije veziva su rastvorne u vodi i pokazuju odlične osobine vezivanja u pogledu brzine pečenja i gustine pečenja. U WO 2008/023032 opisana su veziva modifikovana ureom, vrste koje obezbeđuju produktima od mineralne vune smanjeno upijanje vlage.

Pošto su neki od polaznih materijala koji se koriste u proizvodnji ovih veziva prilično skupe hemikalije, među nekoliko gore pomenutih patentnih publikacija, predlaže se upotreba jeftinijih ugljenih hidrata, kao što su na primer, škrob ili šećer, sa funkcijom aditiva, ekstendera ili reaktivnih komponenti sistema veziva. Međutim, upotrebu ugljenih hidrata u sistemu veziva za mineralnu vunu često prate štetne požarne karakteristike. Na primer, tokom proizvodnje produkta od mineralnog vlakna velike gustine, na proizvodnim linijama sa ograničenim kapacitetom zone hlađenja, može da se dogodi pojava, koja se opisuje kao panking. Panking je termin koji se koristi u stanju tehnike da označi relativno brza oksidacija, bez paljenja veziva, sa pratećim generisanjem i samopojačavajućim generisanjem toplote, izazvanim nekim egzotermnim procesom, koji je iniciran na vrućim mestima (gde je prosuta kap rastopa ili na mestima gde gore čestice koksa). Mirisi i pare koji se oslobađaju pri ovakvim termalnim razgradnjama su neprijatni, potencijalno opasni, a u stanju su da obezboje ili oboje susedne materijale. Pored toga, panking može biti povezan sa egzoterminm reakcijama koje povišavaju temperaturu unutar mase izolacije, izazivajući topljenje ili gubitak ostakljenosti mineralnih vlakana, a čak i stvaranje opasnosti od požara. U najgorem slučaju, panking izaziva požare u paletama koje su složene u skladištima ili tokom transporta.

IZLAGANJE SUŠTINE PRONALASKA

Shodno tome, predmet ovog pronalaska je davanje kompozicije jednog vodenog veziva, koje je naročito pogodno za vezivanje mineralnih vlakana, a ekonomično je za proizcodnju i to sa visokim prinosom.

Sledeći predmet ovog pronalaska je davanje jednog produkta od mineralnih vlakana, povezanih sa kompozicijom tog veziva, koji ima visoku rezistentnost, kao i poboljšane anti-pank osobine.

U skladu sa prvim aspektom ovog pronalaska, daje se jedna kompozicija vodenog veziva za mineralna vlakna, koja sadrži: (1) komponentu veziva rastvornu u vodi, dobijenu reagovanjem najmanje jednog alkanolamina sa najmanje jednom polikarboksilnom kiselinom ili anhidriđom i opciono, tretiranjem tog produkta reakcije sa nekom bazom;

(2) šećernu komponentu; i

(3) ureu

Odnos komponenata (1), (2) i (3) je unutar opsega 10 do 80 mas% za (1), 15 do 80 mas% za (2) i 5 do 60 mas% za (3), računato na sadržaj čvrste faze komponenata (1), (2) i (3), a mereno posle toplotnog tretmana tokom 1 h na 200°C.

U skladu sa drugim aspektom ovog pronalaska, daje se postupak za proizvodnju veziva za dobijanje nekog produkta od vezanih minealnih vlakana, koji se sastoji od koraka dovođenja u kontakt ovih mineralnih vlakana, ili produkta od mineralnih vlakana, sa kompozicijom vodenog veziva definisanog gore, i pečenja ove kompozicije veziva.

U skladu sa trećim aspektom ovog pronalaska, daje se produkt od mineralnih vlakana koji se sastoji od mineralnih vlakana u kontaktu sa gore definisanom kompozicijom veziva.

Ovi pronalazači su sa iznenađenjem otkrili da prinos reakcije za proizvonju sistema veziva, koje sadrži jedan reakcioni produkt alkanolamina / polikarboksilne kiseline i uree, može da se suštinski poboljša korišćenjem neke šećerne komponente, kao treće komponente veziva. Ovo dozvoljava da se u proizvodnji produkata od vezanih mineralnih vlakana upotrebljava manje veziva, čime se poboljšavaju i efikasnost i ekonomičnost komercijalne proizvodnje.

Pored toga, pronađeno je da ternarni sistem veziva, reakcioni produkt alkanolamina / polikarboksilne kiseline, Šećerne komponente i uree, daje produkt od povezanih mineralnih vlakana koji pokazuje poboljšanu rezistentnost prema požaru i anti-pank osobine.

OPIS POŽELJNIH REALIZACIJA

Kompozicija vodenog veziva u skladu sa ovim pronalaskom sadrži:

(1) jednu komponentu veziva rastvornu u vodi, dobijenu reagovanjem

najmanje jednog alkanolamina sa najmanje jednom polikarboksilnom kiselinom ili anhidridom, i opciono, tretiranjem ovog produkta reakcije sa nekom bazom;

(2) šećernu komponentu; i

(3) ureu

a odnosi komponenata (1), (2) i (3) su unutar opsega od 10 do 80 za mas% (1), 15 do 80 mas% za (2) i 5 do 60 mas% za (3), računato na sadržaj čvrste faze komponenata (1), (2) i (3), mereno posle tretmana toplotom, tokom 1 h na 200°C.

Poželjno je da se komponente (1), (2) i (3) koriste u takvim odnosima da minimalni sadržaj komponente (1) bude 20 mas%, 25 mas% ili 30 mas%, a maksimlani sadržaj bude 40 mas%, 50 mas%, 60 mas% ili 70 mas%; minimalni sadržaj komponente (2) bude 20 mas%, 30 mas% ili 40 mas%, a maksimum ove komponente bude 50 mas%, 60 mas% ili 70 mas%; i minimalni sadržaj komponente (3) bude 10 mas%, 15 mas% ili 25 mas%, a maksimalni sadržaj bude 30 mas%, 35 mas% ili 40 mas%; svi ovi procenti se odnose na sadržaj čvrste faze komponenata (1), (2) i (3), meren posle tretmana toplotom tokom 1 h na 200°C.

Komponenta ( 1) veziva

Komponenta (1) veziva, u kompoziciji vodenog veziva u skladu sa ovim pronalaskom, sastoji se od reakcionog produkta, rastvornog u vodi, nekog alkanolamina sa nekom karboksilnom kiselinom ili njenim anhidridom.

Alkanolamini

Poželjni alkanolamini, koji su poželjni za dobijanje komponente veziva, su alkanolamini koji imaju najmanje dve hidroksilne grupe, kao što su na primer, alkanolamini predstavljeni formulom

gde je R<1>vodonik, C-moalkil grupa ili Ci_10hidroksialkil grupa; a R<2>iR<3>suCi.10hidroksialkil grupe.

Poželjno je da su R2 iR<3>, nezavisno, C2.5hidroksialkil grupe, a daje R<1>vodonik, C1-5alkil grupa ili C2-5hidroksialkil grupa. Naročito poželjne hidroksialkil grupe su ft-hidroksialkil grupe.

Specifični primeri pogodnih alkanolamina su monoetanolamin, dietanolamin, trietanolamin, diizopropanolamin, triizopropanolamin, metildietanolamin, etildietanolamin, n-butildietanolamin, metildiizopropanolamin, etilizopropanolamin, etildiizopropanolamin, aminoetiletanolamin, 3-amino-1,2-propandiol, 2-amino-1,3-propandiol i tri(hidroksimetil)aminometan. Trenutno, dietanolamin je poželjan alkanolamin.

Komponenta polikarboksilne kiseline

Komponenta polikarboksilne kiseline se obično bira između dikarboksilnih, trikarboksilnih, tetrakarboksilnih, pentakarboksilnih i sličnih polikarboksilnih kiselina, anhidrida, soli, i njihovih kombinacija.

Poželjne komponente polikarboksilne kiseline, koje se koriste kao polazni materijali za reagovanje sa drugim komponentama veziva, su karboksilni anhidridi. Ovi karboksilni anhidridi, kao polazni materijal, mogu se birati između zasićenih ili nezasićenih alifatičnih i cikloalifatičnih anhidrida, aromatičnig anhidrida i njihovih smeša, a poželjni su zasićeni ili nezasićeni cikloalifatični anhidridi, aromatični anhidridi i njihiove smeše. U naročito poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, koriste se dva različita anhidrida, koji se biraju između cikloalifatičnih i/ili aromatičnih anhidrida. Poželjno je da ovi različiti anhidridi reaguju redom.

Specifični primeri pogodnih alifatičnih karboksilnih anhidrida su ćilibarni anhidrid, maleinski anhidrid i glutarni anhidrid. Specifični primeri pogodnih cikloalifatičnih anhidrida su tetrahidroftalni anhidrid, heksahidroftalni anhidrid, metiltetrahidroftalni anhidrid i nadinski anhidrid, tj. endo-cis-bicikio[2.2.1]-5-hepten-2,3-dikarboksilni anhidrid. Specifični primeri pogodnih aromatičnih anhidrida su ftalni anhidrid, metilftalni anhidrid, trimelitni anhidrid i piromelitni dianhidrid.

U gornjoj realizaciji, koja koristi dva različita anhidrida, naročito je poželjna kombinacija cikloalifatičnog anhidrida i aromatičnog anhidrida, npr. neka kombinacija tetrahidroftalnog anhidrida (THPA) i trimeltinskog anhidrida (TMA). Poželjno je da molski odnos cikloalifatičnog anhidrida prema aromatičnom anhidridu bude u opsegu od 0.1 do 10, poželjno da bude u opsegu od 0.5 do 3.

Po potrebi, u reakciji se može upotrebiti i dodatna polikarboksilna kiselina, a poželjno je da se u reakcionu smešu dodaje pre dodavanja anhidrida kao reaktanta. Specifični primeri ovih dodatnih polikarboksilnih kielina su adipinska kiselina, asparaginska kiselina, azelainska kiselina, butan trikarboksilna kiselina, butan tetrakarboksilna kiselina, citrakonska kiselina, limunska kiselina, fumarna kiselina, glutarna kiselina, itakonska kiselina, maleinska kiselina, jabučna kiselina, mezakonska kiselina, oksalna kiselina, sebakinska kiselina, ćilibarna kiselina, vinska kiselina i trimezinska kiselina.

Uslovi reakcije

Reakcija između alkanolamina i polikarboksilnih reaktanata se obavlja na uobičajeni način, na primer, kao što je opisano u WO 99/36368, WO 01/05725, WO 02/06178, WO 2004/007615 i WO 2006/061249.

Temperatura reakcije je obično unutar opsega od 50°C do 200°C. U jednoj poželjnoj realizaciji, naročito ako se koriste dva različita anhidrida, prvo se alkanolamin zagreva na temperaturu od najmanje oko 40°C, poželjno od najmanje oko 60°C, a posle toga se dodaje prvi anhidrid, pa se temperatura reakcije povisi do najmanje oko 70°C, poželjno do najmanje oko 95°C, a poželjnije do najmanje oko 125°C, pa se na toj temperaturi reakcionoj smeši dodaje drugi anhidrid, ali tek kada se suštinski prvi anhidrid rastvorio i/ili izreagovao. Povećanje temperature reakcije sa 70-95°C do 100-200°C, omogućava veću konverziju monomera do oligomera. U tom slučaju, poželjan opseg temperature je 105-170°C, poželjnije 110-150°C.

Voda se dodaje pošto prvi anhidrid izreaguje, ili zajedno sa drugim anhidridom, ili pre dodavanja drugog anhidrida, ili na kraju reakcije, u količini koja čini da vezivo bude lako rastegljivo, a dobija se vezivo koje ima povećanu molarnu masu (u poređenju sa dodavanjem vode na startu) koje još uvek ima poželjnu rastegljivost, viskoznost i mogućnost razblaživanja u vodi, a sadrži manje neizreagovalih monomera.

Pri dobijanju komponente (1) veziva, poželjno je da se odnos alkanolamina i polikarboksilnih reaktanata izabere tako da je odnos ekvivalenata amina plus hidroksilnih grupa (NH+OH) prema ekvivalentima karboksilnih grupa (COOH) unutar opsega od 0.4 do 2.0, poželjnije od 1.0 do 1.8.

Da bi se poboljšala rastvorljivost u vodi i mogućnost razblaživanja veziva vodom, može se dodavati neka baza, sve do pH oko 8, poželjno do pH između 5-8, a poželjnije na pH oko 6. Pored toga, dodatak neke baze izaziva bar delimičnu neutralizaciju neizreagovalih kiselina i prateće smanjenje korozivnosti. Normalno, ova baza se dodaje u količini koja je dovoljna da se postigne željena rastvorljivost u vodi ili mogućnost razblaživanja veziva vodom. Poželjno je da se ova baza bira između isparljivih baza, koje će ispariti na ili ispod temperature pečenja, pa stoga neće uticati na pečenje. Specifični primeri pogodnih baza su amonijak (NH3) i organski amini, kao što su dietanolamin (DEA) i trietanolamin (TEA). Poželjno je da se ova baza dodaje u reakcionu smešu između alkanol amina i karboksilnog anhidrida, a sa dodatkom vode se aktivnost zaustavlja.

Komponenta šećera

Komponenta šećera (2), koja se koristi u skladu sa ovim pronalaskom, poželjno je da se bira između saharoze i redukcionih šećera, kao što su heksoze i pentoze i njihovih smeša.

Redukcioni šećer predstavlja bilo koji Šećer koji u rastvoru, ima neku aldehidnu ili ketonsku grupu, koja tom šećeru omogućava da deluje kao redukcioni agens. U skladu sa ovim pronalaskom, redukcioni šećeri se mogu koristiti kao takvi ili kao neko jedinjenje ugljenog hidrata koje daje jedan ili više redukcionih šećerain situ,pod uslovima toplotnog pečenja. Ovaj šećer ili jedinjenje ugljenog hidrata može biti neki monosaharid u njegovom obliku aldoze ili ketoze, neki disaharid, kao što su trioza, tetroza, pentoza, heksoza, ili heptoza; ili neki di-, oligo- ili polisaharid; ili njihove kombinacije. Specifični primeri su glukoza (= dekstroza), hidrolizati škroba, kao što su kukuruzni sirup, arabinoza, ksiloza, riboza, galaktoza, manoza, fruktoza, maltoza, laktoza i invertni šećer. Jedinjenja kao što su sorbitol i manitol, s druge strane, koji ne sadrže ili ne obezbeđuju aldehidne ili ketonske grupe, manje su efikasni u ovom pronalasku.

Kristalna dekstroza normalno se dobija podvrgavanjem vodene guste suspenzije škroba hidrolizi, uz pomoć toplote, kiseline ili enzima. Zavisno od uslova reakcije koji se koriste prilikom hidrolize škroba, dobijaju se brojne smeše glukoze i intermedijara, koje se mogu okarakterisati njihovim DE brojem, gde DE predstavlja skraćenicu za ekvivalent dekstroze (od engleski, Dextrose Equivalent), a definiše se kao sadržaj redukcionih šećera, koji se iskazuje kao broj grama anhidrovane D-glukoze na 100 g suve materije u uzorku, kada se DE određuje metodom propisanom u međunarodnom standardu ISO 5377-1981 (E). Ova metoda određuje redukujuće krajnje grupe i propisuje DE jednako 100 za čistu glukozu (= dekstrozu), a DE jednako 0, za čisti škrob.

Samo sirup glukoze sa visokim DE može lako da kristališe u daje produkt u obliku praška ili granula. Najpopularniji kristalizovani produkt je dekstroza monohidrat, sa primenom u medicini i u tabletama za žvakanje. Dekstroza monohidrat je čista glukoza (DE 100).

Sa smanjivanjem DE broja, sirup postepeno gubi težnju da kristališe. Ispod približno 45 DE, ovaj sirup se, na primer, može koncentrisati u stabilnu tečnost koja ne kristališe. Standardni sirup 42 DE, nailazi na široku upotrebu za prezerviranje konzerviranog voća, za sladolede, pekarske produkte, džem, bombone, i sve vrste slatkiša.

Poželjna komponenta šećera koja se koristi u ovom pronalasku je redukcioni šećer koji ima vrednost ekvivalenta glukoze DE od 40 do 100, poželjno od 50 do 100, poželjnije od 86 do 100, a najpoželjnije od 90 do 100. Naročito poželjne komponente redukcionog šećera su dekstroza, sirup glukoze sa visokim DE, koncentrovani sirup fruktoze i njihove smeše. Komercijalno dostupni sirupi glukoze sa visokim DE su "Glucose syrup" iz fime Cargill ( DE > 90) i "Sirodex 431" iz firme Syral (DE = 95).

Iz komercijalnih i praktičnih razloga, dekstroza i saharoza su najpoželjnije komponente šećera u ovom pronalasku.

Urea

Urea se dodaje u kompoziciju veziva u količinama naznačenim na supstanci, ili poželjno, u vodenom rastvoru.

Kompozicija veziva

Osobine konačne kompozicije veziva, kao što su ponašanje pri pečenju, trajnost i upijanje vlage, određene su ukupnim odnosom prisutnih reaktivnih grupa. Stoga, za optimalne performanse alkanolamin, polikarboksilna kiselina, ili anhidrid, komponenta šećera i urea se koriste u takvim odnosima, da je odnos ukupnih ekvivalenata aminskih grupa plus hidroksilnih grupa (NH+OH), uključujući amino grupe iz uree, prema ekvivalentima karboksi grupa (COOH) u kompoziciji veziva, veći od 2.5, poželjno veći od 5, a poželjnije veći od 10.

Kompozicija veziva, u skladu sa ovim pronalaskom, poželjno je da ima sastav čvrste faze od 10 do 40 mas%. To je često opseg koncentracije veziva u skladištenim kontejnerima, pred upotrebu. U obliku spremnom za primenu, poželjno je da vezivo ima sadržaj čvrste faze od 1 do 30 mas%. Za transportovanje često se koristi sastav čvrste faze u kompoziciji veziva od 60 do 75 mas%.

Da bi se postigle adekvatne osobine u primeni, naročito ako se radi o osobinama sprejiranja, mora se podešavati viskoznost kompozicije veziva. Ovo se postiže, na primer, preko kontrole vrste i koncentracije komponenata veziva u vodenom sistemu veziva. Viskoznost se može održavati unutar željenog okvira, npr. preko kontrolisanja molarne mase komponente veziva {niža temperatura reakcije, zaustavljanje reakcije dodavanjem vode u ranijoj fazi reakcije, itd.), i ispravnim podešavanjem relativnih količina komponenata veziva, i vodom kao rastvaračem.

Aditivi

Kompozicije veziva, u skladu sa ovim pronalaskom, mogu još da sadrže jedan ili više konvencionalnih aditiva za vezivo. To su, na primer, akceleratori pečenja, kao što su npr., ft-hidroksialkilamidi; slobodna kiselina i obllici soli fosforne kiseline, hipofosforne kiseline i fosfonske kiseline. Druge jake kiseline, kao što su borna kiselina, sumporna kiselina, azotna kiselina i p-toluenesulfonska kiselina, takođe mogu da se koriste, bilo same ili u kombinaciji sa upravo pomenutim kiselinama, posebno sa fosfornom, hipofosfornom kiselinom ili fosfonskom kiselinom. Drugi pogodni aditivi veziva su agensi za kuplovanje silana, kao što je v-aminopropil trietoksi silan; toplotni stabilizatori; UV stabilizatori; emulgatori; površinski aktivni agensi, naročito nejonski surfaktanti; biocidi; plastifikatori; pomoćna sredstva protiv migracije; koalescenti; punioci i ekstenderi, kao što su škrob, glina, silikati i magnezijum-hidroksid; pigmenti, kao što je titanijum-dioksid; agensi za hidrofobizaciju, kao što su fluorovana jedinjenja, mineralna ulja i silikonska ulja i smole; usporivači požara; inhibitori korozije, kao što je tiourea; agensi protiv penušanja; antioksidanti; i drugi.

Ovi aditivi i adjuvanti za vezivo mogu se upotrebiti u konvencionalnim količinama, koje obično ne prelaze 20 mas% čvrste sustance veziva. Sadržaj akceleratora pečenja u kompooziciji veziva obično je između 0.05 i 5 mas%, računato na čvrstu supstancu.

Konačna kompozicija vodenog veziva obično ima sadržaj čvrste faze od 1 do 25 mas% i pH 6 ili veće.

Produkt od mineralnog vlakna

Mineralna vlakna koja se koriste mogu biti, bilo koja staklasta vlakna produkt, staklena vlakna, keramička vlakna, bazaltna vlakna, vlakna od šljake, vlakna od stena, vlakna od kamena i druga. Ova vlakna mogu biti prisutna kao neki vuneni produkt, npr. kao produkt kamena vuna.

Pogodni postupci formiranja vlakna i naknadni koraci proizvodnje produkata od mineralnog vlakna, smatraju se konvencionalnim u stanju tehnike. Obično, vezivo se sprejira, odmah posle fibrilacije mineralnog rastopa, po mineralnim vlaknima još dok su u vazduhu. Ova kompozicija vodenog veziva normalno se primenjuje u sadržaju od 0.1 do 10 mas%, poželjno 0.2 do 8 mas%, produkta vezanih mineralnih vlakana, računato na suvu supstancu.

Mreža sprejom obloženih mineralnih vlakana obično se peče u peći za pečenje, pomoću struje vrućeg vazduha. Ova struja vrućeg vazduha se može dovoditi na mrežu mineralnih vlakana odozdo ili odozgo, ili iz promenljivih pravaca, u određenim zonama dužinom peći za pečenje.

Tipično, peć za pečenje radi na temperatuuri od oko 150°C do oko 350°C. Poželjno je da se temperatura pečenja kreće od oko 200 do oko 300°C. Obično, vreme zadržavanja u peći za pečenje je od 30 s do 20 min, zavisno od, na primer, gustine produkta.

Ako se želi, ova mreža od mineralne vune se može podvrgnuti procesu oblikovanja, pre pečenja. Produkt od vezanih mineralnih vlakana, koji izlazi iz peći za pečenje, može da se seče na željeni format, na primer u oblik nekog prekrivača. Dakle, produkti proizvedeni iz mineralnih vlakana, mogu biti na primer, tkani i netkani materijali, otirači, prekrivači, ploče, čaršavi, pločice, trake, rolne, granulati i drugi oblikovani artikli, koji nalaze upotrebu, na primer, kao materijali za toplotno i zvučno izolovanje, za prigušivanje vibracija, kao konstrukcioni materijali, za izolovanje fasada, kao materijali za ojačavanje, za prekrivanje krovova i podova, kao držači filtera, kao podloga za rast u hortikulturi, i u drugim primenama.

U skladu sa ovim pronalaskom moguće je takođe da se proizvode i kompozitni materijali, kombinovanjem produkta od vezanih mineralnih vlakana sa pogodnim kompozitnim slojevima ili laminatnim slojevima, kao što su npr., metal, prekrivno staklo i drugi tkani ili ne-tkani materijali.

Produkti od mineralnih vlakana, u skladu sa ovim pronalskom, obično imaju gustinu od 10 do 250 kg/m<3>, poželjno od 20 do 200 kg/m<3>. Produkti od mineralnih vlakana obično imaju gubitak pri sagorevanju unutar opsega od 0.3 do 12.0 %, poželjno od 0.5 do 8.0 %.

Mada je vodena kompozicija veziva, u skladu sa ovim pronalaskom, naročito korisna za vezivanje mineralnih vlakana, ona se isto tako može iskoristiti u drugim primenama, tipičnim za veziva i agense za oblikovanje, npr. kao vezivo za livački pesak, vezivo za drvenu sečku, za tkivo od staklenog vlakna, za celulozna vlakna, produkte od papira koji nisu tkani, za kompozite, za kalupovane artikle, za obloge itd.

Primeri koji slede namenjeni su dodatnom ilustrovanju ovog pronalaska, bez ograničavanja njegovog obima. U ovoj prijavi sadržaj čvrste faze (suvi materijal) se određuje nakon 1 h na 200 °C, i obeležava se kao SC (od engleski solid content) i iskazuje u (mas%). Određivanje SC posle 1 h izlaganja na 200°C je standardna metoda za određivanje sadržaja veziva "relevantnog za proizvodnju", koji je u direktnoj vezi sa količinom pečenog veziva u konačnom produktu (gubitak posle sagorevanja.

PRIMERI

Pobijanje komponente ( 1) veziva

Stavi se 158 g dietanolamina (DEA) u stakleni reaktor od 1 L, opremljen sa spiralnom oblogom za grejanje/hlađenje. Temperatura dietanolamina se podigne na 60°C, a zatim se doda 91 g tetrahidroftalnog anhidrida (THPA). Posle podizanja temperature i zadržavanja na 130°C, dodaje se druga porcija od 46 g tetrahidroftalnog anhidrida, a zatim 86 g trimelitinskog anhidrida (TMA). Posle 1 h reagovanja na 130°C, ova smeša se ohladi na 95°C, pa se doda 210 g vode i nastala smeša se 1 h meša.

Posle hlađenja na temperaturu okoline dodaju se 1% hipofosforne kiseline, 0.5% silan (Y-aminopropiltrietoksisilana) i 250 mL/po kg čvrste supstance, amonijaka (25%), dajući Komponentu (1).

Pobijanje kompozicije veziva

Kompozicija veziva u Tabeli 1 je napravljena mešanjem komponenata navedenih u tabeli, u obliku vodenih rastvora, od kojih je svakom podešen sadržaj čvrste faze (SC) na 20%.

Pobijeni SC ove smeše od 20% po definiciji se uzima kao 100% prinos reakcije.

U Tabeli 1 prikazane su vrednosti SC, koje su stvarno izmerene i njima odgovarajući prinosi reakcije.

Rezultati u Tabeli 1 pokazuju da je prinos reakcije u sistemu veziva alkanolamin-polikarboksil, modifikovanom sa ureom, suštinski porastao kjada je upotrebljena dekstroza kao dodatna komponenta u vezivu.

Odeđivanje sadržaja čvrste faze ( SC , od engleski solid content)

Da bi se odredila količina neisparljivog materijala, koji zaostaje posle 1 h tretmana na 200°C, naznačena količina materijala se peče u inkubatoru. Količina čvrste supstance se određuje merenjem mase pre i posle ovog toplotnog tretmana.

Aparatura i reagensi:

Finn-pipeta 1-5 mL

Inkubator sa cirkulacijom vazduha 200°C ± 5°C

Analitička vaga, preciznost 0.001 g

Aluminijumske lađice

Disk od mineralne vune, odgrevan 30 min na 590°C, gustine 80-100 kg/m<3>, približne debljine 10 mm, i prečnika od približno 50 mm.

Procedura:

Disk od mineralne vune stavi se na aluminijumsku lađicu.Odredi se ukupna masa lađice i vune (M-i). Protrese se uzoak pre uzimanja. Usisa se 2.5 mL veziva u pipetu, i raspodeli preko diska od mineralne vune, pa se disk ponovo izmeri (M2). Uzorak se stavi u inkubator na 200°C ± 5°C i zadrži 1 h. Posle isteka vemena hlađenja od 20 min izmeri se uzorak (M3). Određivanje se uvek obavlja u duplikatu.

Izračunavanje i prikazivanje rezultata:

Rezultat se daje u %, na jednu decimalu. Rezultat se iskazuje kao % izmerene mase.

Rezultat se prikazuje kao prosečna vrednost određivanja, u duplikatu. Ova dva rezultata, pojedinačno ne smeju da odstupaju više od 0.5% (apsolutno SC%).

Claims (14)

1. Kompozicija vodenog veziva za mineralna vlakna, naznačena time, što se sastoji od: (1) u vodi rastvorne komponente veziva koja reaguje sa najmanje jednim alkanolaminom, sa najmanje jednom polikarboksilnom kiselinom ili anhidridom i, opciono, tretiranjem ovog produkta reakcije sa nekom bazom; (2) neke komponente šećera; i (3) uree a odnosi komponenata (1), (2) i (3) su unutar opsega od 10 do 80 mas% za (1), od 15 do 80 rnas% za (2) i od 5 do 60 mas% za (3), računato na sadržaje čvrste faze komponenata (1), (2) i (3), merene posle 1 h tretmana na 200°C.

2. Kompozicija veziva prema Zahtevu 1, naznačena time, što se alkanolamin bira između monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina, diizopropanolamina, triizopropanolamina, metildietanolamina, etildietanolamina, n-butildietanolamina, metildiizopropanolamina, etilizopropanolamina, etildiizopropanolamina, 3-amino-1,2-propandiola, 2-amino-1,3-propan-diola, aminoetiletanolamina i tri-(hidroksimetil)-aminometana.

3. Kompozicija veziva prema Zahtevu 1 ili 2, naznačena time, što se polikarboksilna kiselina ili anhidrid bira između dikarboksilne, trikarboksilne, tetrakarboksilne i pentakarboksilne kiseline i anhidrida i njihovih kombinacija.

4. Kompozicija veziva prema Zahtevu 3, naznačena time, što se polikarboksilna kiselina ili anhidrid bira između jedne od: tetrahidroftalne kiseline, heksahidroftalne kiseline, metiltetrahidroftalne kiseline, ftalne kiseline, metilftalne kiseline, trimelitinske kiseline, piromelitinske kiseline i odgovarajućih anhidrida.

5. Kompozicija veziva prema Zahtevu 4, naznačena time, što komponenta polikarboksilne kiseline sadrži dodatno i jednu polikarboksilnu kiselinu koja se bira između adipinske kiseline, asparaginske kiseline, azelainske kiseline, butan trikarboksilne kiseline, butan tetrakarboksilne kiseline, citrakonske kiseline, limunske kiseline, fumarne kiseline, glutarne kiseline, itakonske kiseline, maleinske kiseline, jabučne kiseline, mezakonske kiseline, oksalne kiseline, sebakinske kiseline, ćilibarne kiseline, vinske kiseline i trimezinske kiseline.

6. Kompozicija veziva prema bilo kom od prethodnih Zahteva, naznačena time, što se komponenta šećera (2) bira između saharoze i redukcionih šećera, kao što su heksoze i pentoze i njihove smeše.

7. Kompozicija veziva prema Zahtevu 6, naznačena time, što komponentu šećera (2) predstavlja neki redukcioni šećer, koji ima ekvivalent dekstroze (DE) od 40 do 100, poželjno od 50 do 100, a poželjnije od 86 do 100.

8. Kompozicija veziva prema Zahtevu 6 ili 7, naznačena time, što komponentu šećera (2) predstavlja neki redukcioni šećer koji se bira između dekstroze, sirupa glukoze sa visokom vrednošću DE i jakog sirupa fruktoze.

9. Kompozicija veziva prema bilo kome od prethodnih Zahteva, naznačena time, što je odnos komponenata (1), (2) i (3) unutar opsega od 10 do 70 mas% za (1), od 20 do 70 mas% za (2) i od 10 do 40 mas% za (3), računato prema sadržajima čvrste faze komponenata (1), (2) i (3), a mereno posle 1 h tretmana na 200°C.

10. Kompozicija veziva prema bilo kome od prethodnih Zahteva, naznačena time, što je odnos komponenata (1), (2) i (3) unutar opsega od 20 do 50 mas% za (1), od 30 do 60 mas% za (2) i od 20 do 40 mas% za (3), računato prema sadržajima čvrste faze komponenata (1), (2) i (3), a mereno posle 1 h tretmana na 200°C.

11. Kompozicija veziva prema bilo kome od prethodnih Zahteva, naznačena time, što se alkanolamin, polikarboksilna kiselina ili anhidrid, komponenta šećera i urea koriste u takvim odnosima da je odnos ukupnih ekvivalenata amino grupa plus hidroksilnih grupa (NH+OH), uključujući i amino grupe iz uree, prema ekvivalentima karboksi grupa (COOH) u ovoj kompoziciji veziva, veći od 2.5.

12. Postupak za dobijanje nekog produkta od vezanih mineralnih vlakana, naznačen time, što se sastoji od koraka dovođenja u kontakt mineralnih vlakana ili produkta od mineralnih vlakana sa nekom kompozicijom veziva, a zatim pečenja ove kompozicije veziva.

13. Postupak prema Zahtevu 12, naznačen time, što što se pečenje ostvaruje na temperaturi pečenja između od oko 150°C do oko 350°C.

14. Produkt od mineralnog vlakna koji sadrži mineralna vlakna u kontaktu sa pečenom kompozicijom veziva, u skladu sa bilo kojim od Zahteva 1 do 11.