RS57922B1 - Vezivna kompozicija bez formaldehida za mineralna vlakna - Google Patents

Description

Opis

[0001] Predmetni pronalazak se uopšteno odnosi na vodenu vezivnu kompoziciju (vezivo) bez formaldehida za mineralna vlakna, koja sadrži amonijum sulfamat i najmanje jedan monosaharid.

Poznato stanje tehnike

[0002] Vlaknasti mineralni materijali, kao kamena vuna ili staklena vuna, koji se široko koriste kao materijali za toplotnu i zvučnu izolaciju, na primer u civilnom ili industrijskom građevinarstvu, poznati su u stanju tehnike. Takvi materijali se formiraju spajanjem mineralnih vlakana pomoću vezivnih kompozicija (veziva), obično vodenih, koje sadrže sredstvo za polimerizaciju/umrežavanje, i koje su termoreaktivne i sposobne da čvrsto spoje vlakana pri termo-mehaničkoj obradi na visokoj temperaturi. U tom smislu, postupak za pripremu ovih vlaknastih mineralnih materijala uopšteno obuhvata prvi korak u kome se obrazuju takozvana "slobodna" (tj. koja nisu spojena) mineralna vlakna, praćen korakom vruće impregnacije navedenih slobodnih vlakana sa vezivnim kompozicijama koje, kao rezultat kontakta i visokih temperatura, polimerizuju, čvrsto spajajući vlakna međusobno i formirajući na taj način finalni vlaknasti materijal.

[0003] Različite vodene vezivne kompozicije koje mogu da se koriste u ovu svrhu poznate su u stanju tehnike; one sadrže jedinjenja sposobna da polimerizuju putem Majarove reakcije (za opšte informacije u vezi sa Majarovom reakcijom videti, na primer, GP Ellis et al., Advances in Carbohydrate Chem, 1959, pp. 63-134), kao što su šećeri i proteini, ili poli- ili monokarboksilne kiseline i izvor amonijaka, i dodatno sadrže različite vrste sredstava za polimerizaciju/umrežavanje.

[0004] WO2000996532 opisuje vezivnu kompoziciju za vlakna različite prirode, koja sadrži monosaharid i amonijačnu so monokarboksilne kiseline, koja se odlikuje time što ne sadrži formaldehid.

[0005] US5300562 opisuje vezivnu kompoziciju (vezivo), korisnu za pripremu staklenog vlaknastog materijala, koja sadrži fenolnu smolu u prisustvu formaldehida i uree. Međutim, upotreba navedene fenolne smole ima nedostatak, koji predstavlja moguće otpuštanje formaldehida, za koji se zna da je visoko toksičan i štetan po zdravlje, iz finalnog vlaknastog materijala. Alternativu fenolnim smolama predstavljaju takozvane akrilne smole, koje sadrže polimernu komponentu na akrilnoj bazi umesto fenolne komponente i koje su suštinski bez formaldehida. Međutim, proizvodni troškovi za navedene kompozicije su veliki, i one nisu pogodne sa industrijske tačke gledišta.

[0006] US8114210 opisuje vodeni rastvor koristan kao vezivo za vlaknasti materijal, koji sadrži redukujući šećer, neorgansku amonijumovu so (amonijum sulfat) kao sredstvo za polimerizaciju/umrežavanje i, opciono, karboksilnu kiselinu.

[0007] WO 2010/037109 opisuje postupak za uklanjanje CO2iz gasa koji sadrži CO2, gde postupak obuhvata dovođenje u kontakt vodene tečnosti sa gasom koji sadrži CO2, da bi se podstakla difuzija CO2u vodenu tečnost; i dovođenja CO2u vodenoj tečnosti u kontakt sa imobilizovanom ugljenom anhidrazom zarobljenom u polimernom imobilizacionom materijalu za katalizovanje hidratacije CO2i obrazovanje obrađene tečnosti koja sadrži vodonične jone i bikarbonatne jone; gde polimerni imobilizacioni materijal (i) stabilizuje ugljenu anhidrazu ili (ii) sadrži micelarni ili inverzni micelarni materijal.

[0008] DE 102004033561 opisuje vezivo proizvedeno reakcijom ugljenohidratnog materijala na bazi vode sa aditivom koji sadrži fosfornu kiselinu, sumpornu kiselinu, derivat sumporne kiseline ili njenu so. Vezivo je korisno za pravljenje briketa aktivnog uglja.

[0009] CA 22402653 opisuje kompoziciju za oblaganje koja sadrži i. materijal za oblaganje površine, ii. najmanje prvi enzim, i iii. najmanje jedno jedinjenje za usporavanje gorenja, iv. najmanje jedno antimikrobno jedinjenje, gde je prvi enzim sposoban da direktno ili indirektno inhibira vezivanje i/ili rast mikroorganizama posle primene kompozicije za oblaganje na površinu i nakon što ona obrazuje film.

[0010] Podnosioci prijave su sada iznenađujuće pronašli vodenu vezivnu kompoziciju (vezivo) bez formaldehida, koja je korisna za pripremu vlaknastog mineralnog materijala i sadrži, kao sredstvo za polimerizaciju/umrežavanje, organsku so odabranu od: amonijum sulfamata ili sulfamata alkalnog ili zemnoalkalnog metala, što omogućava rešavanje problema stanja tehnike i obezbeđuje dodatne prednosti, kao što je detaljno opisano u tekstu ispod.

Kratak opis pronalaska

[0011] U prvom aspektu, ovaj pronalazak se odnosi na vodenu vezivnu kompoziciju (vezivo) bez formaldehida koja sadrži:

najmanje jedan monosaharid,

amonijum sulfamat ili sulfamat alkalnog ili zemnoalkalnog metala, u težinskom procentu sadržanom između 1% i 10%

amonijum hidroksid (NH4OH), i/ili organsku ili neorgansku amonijumovu so.

[0012] U sledećem aspektu, pronalazak se odnosi na upotrebu navedene vodene vezivne kompozicije u pripremi vlaknastog mineralnog materijala, kao što je, na primer, staklena vuna i kamena vuna.

[0013] U dodatnom aspektu, pronalazak se odnosi na vlaknasti mineralni materijal dobijen postupkom koji obuhvata polimerizaciju vodene vezivne kompozicije prema pronalasku.

Detaljan opis pronalaska

[0014] "Vodena vezivna kompozicija" označava vodeni rastvor dobijen rastvaranjem komponenti navedene kompozicije u vodi, kao potencijalno vezivno sredstvo (vezivo) za vlaknasti materijal.

[0015] Osim ako nije drugačije naznačeno, "težinski procenat" komponente označava procenat navedene komponente u odnosu na ukupnu težinu komponenti kompozicije, koja se smatra suvom, tj. u odsustvu vode (suva kompozicija).

[0016] Kompozicija prema pronalasku može pogodno da se koristi u pripremi vlaknastog materijala, kao što je, na primer, staklena vuna ili kamena vuna. Navedeni vlaknasti materijal, tipično za upotrebu kao toplotni i/ili zvučni izolacioni materijal, može da se pripremi upotrebom poznatih tehnika koje obezbeđuju početno formiranje slobodnih staklenih ili kamenih vlakana, praćeno impregnacijom navedenih vlakana vezivnom kompozicijom (vezivom), i naknadnom vrućom polimerizacijom poslednjih, u cilju čvrstog međusobnog vezivanja mineralnih vlakana.

[0017] Prema tome, u prvom aspektu, predmetni pronalazak se odnosi na vodenu vezivnu kompoziciju (vezivo) koja se odlikuje time što sadrži amonijum sulfamat ili sulfamat alkalnog ili zemnoalkalnog metala pored najmanje jednog monosaharida i izvora amonijaka kao što je amonijum hidroksid (ili hidrat amonijuma, koji ima formulu NH4OH) i/ili organska ili neorganska amonijumova so.

[0018] U tom smislu, primeri organskih amonijumovih soli koje mogu da se koriste su soli mono- ili dikarboksilnih organskih kiselina, poželjno odabranih od: limunske kiseline, vinske kiseline, glikolne kiseline, jabučne kiseline i mlečne kiseline. Neorganske amonijumove soli koje mogu da se koriste su poželjno odabrane od: amonijum nitrata, amonijum fosfata i amonijum sulfata.

[0019] U jednom primeru izvođenja, predmetna kompozicija sadrži amonijum hidroksid i/ili organsku ili neorgansku amonijumovu so u težinskom procentu od najmanje 2%, poželjno sadržanom između 2 i 10% po težini, čak poželjnije sadržanom između 2 i 5%.

[0020] Prisustvo amonijum hidroksida i/ili organske ili neorganske amonijumove soli kao što je gore pomenuto, pored obezbeđivanja izvora amonijaka, pogodno je i za podešavanje pH kompozicije prema pronalasku do vrednosti sadržanih između 5 i 9, poželjno između 6 i 8. Na ovom pH, u stvari, zapažena je veća brzina polimerizacije predmetne kompozicije tokom pripreme vlaknastog mineralnog materijala.

[0021] Kao što je gore napomenuto, predmetna kompozicija sadrži najmanje jedan monosaharid, poželjno u težinskom procentu sadržanom između 80% i 95%, poželjno sadržanom između 80% i 90%. Navedeni monosaharid može pogodno da bude odabran od monosaharida poznatih u stanju tehnike, ketoze i aldoze, trioze, pentoze i/ili heksoze, u L ili D anomernoj konfiguraciji, ili njihovih smeša. Prema tome, primeri monosaharida koji mogu da se koriste su: fruktoza, glukoza, galaktoza, ksiloza, arabinoza, riboza, liksoza, manoza, ramnoza i slično. Navedeni monosaharidi mogu da se nabave i koriste kao takvi, ili mogu da se dobiju upotrebom poznatih metoda, na primer hemijskom redukcijom disaharida ili polisaharida uopšteno, kao što su, između ostalog, saharoza, maltoza i slično.

[0022] U poželjnom primeru izvođenja, navedeni monosaharid je odabran od: fruktoze i glukoze, i čak poželjnije prisutan u težinskom procentu sadržanom između 80% i 90%.

[0023] Poželjno, predmetna kompozicija sadrži najmanje dva monosaharida, od kojih je bar jedan poželjno glukoza. U poželjnom primeru izvođenja, predmetna kompozicija sadrži najmanje jedan aldozni monosaharid, kao što je, na primer, glukoza, i bar jedan ketozni monosaharid, kao što je fruktoza.

[0024] Konkretno, prisustvo bar glukoze omogućava dobijanje poboljšanih vezivnih svojstava kompozicije i stabilnosti vlaknastog materijala.

[0025] Kada su prisutna, dva monosaharida mogu da se upotrebe u količini takvoj da je njihov zbir sadržan između 80% i 95% težine kompozicije. Poželjno, dva monosaharida su prisutna u odnosu jedan prema drugom od oko 1:1 po težini, ili je jedan od dva monosaharida prisutan u malom višku, na primer u odnosu sadržanom od 1:1.5 do 1:3. U jednom primeru izvođenja, predmetna kompozicija sadrži fruktozu i glukozu u odnosu 1:1.25, i u ukupnoj količini sadržanoj između 80% i 90% po težini, u odnosu na ukupnu težinu komponenata koje se smatraju suvim, tj. u odsustvu vode.

[0026] Što se tiče amonijum sulfamata, ili sulfamata alkalnog ili zemnoalkalnog metala, on deluje kao sredstvo za polimerizaciju/umrežavanje, i posebno doprinosi obrazovanju derivata melanoidina, uglavnom putem polimerizacije Majarovom reakcijom, sa monosaharidom, tokom pripreme vlaknastog materijala. Konkretno, Majarova reakcija vodi obrazovanju aromatičnih molekula velike molekulske težine, ili smeša aromatičnih polimera i/ili polimera koji sadrže azot (melanoidini), koji omogućavaju kompoziciji da poprimi vezivna i termoreaktivna svojstva, neophodna za efikasno delovanje kao vezivo za mineralna vlakna. Naročito, navedeni melanoidini mogu da imaju odnos ugljenik:azot i stepen nezasićenosti i aromatičnosti koji može značajno da varira u zavisnosti od temperature (za opšte informacije videti Ames et al. The Maillard Browning Reaction, Chemistry and Industry, 1988, 7, 558-561).

[0027] Primeri sulfamata koji mogu da se koriste su odabrani od: natrijum, kalijum, kalcijum, i amonijum sulfamata, pri čemu je amonijum sulfamat (CAS br:7773-06-0) poželjan. Konkretno, amonijum sulfamat, opšte formule H2NSO

3-NH4, je organska (nekarboksilna) so, jednostavna za rukovanje s obzirom da ispoljava nisku toksičnost i da nije iritantna u kontaktu sa kožom. Može da se pripremi, na primer, hidrolizom proizvoda reakcije dobijenog obradom uree pušljivom sumpornom kiselinom, ili može da se nabavi na tržištu. U pronalasku, predmetna vodena kompozicija sadrži amonijum sulfamat i/ili sulfamat alkalnog ili zemnoalkalnog metala u težinskom procentu sadržanom između 1 i 10%, poželjno sadržanom između 1 i 5%.

[0028] Korisno, njegova upotreba kao komponente kompozicije prema predmetnom pronalasku rezultuje u vremenima polimerizacije - tokom pripreme vlaknastog mineralnog materijala – koja su mnogo kraća nego vremena potrebna kada se koriste vezivne kompozicije iz stanja tehnike. U stvari, kao što je opisano u eksperimentalnom delu koji je ovde uključen, predmetna kompozicija omogućava postizanje brzine polimerizacije, određene merenjem vremena potrebnog da se obrazuje gel (za definiciju vremena potrebnog da se obrazuje gel videti, na primer US8114210), koja je značajno veća (za više od 20%) u poređenju sa odgovarajućim vezivnim kompozicijama koje sadrže, na primer, amonijum sulfat umesto

amonijum sulfamata kao sredstvo za polimerizaciju/umrežavanje.

[0029] Velike brzine polimerizacije vode kraćim vremenima pripreme vlaknastog materijala, i

osim toga omogućavaju da temperatura tokom koraka polimerizacije bude smanjena do

temperatura čak ispod 200°C, obezbeđujući povoljnije eksperimentalne uslove, koji mogu

lakše da budu primenjeni na industrijskom nivou. Pored toga, sulfamat, poželjno amonijuma,

koristi se kao sredstvo za polimerizaciju/umrežavanje u kompoziciji prema pronalasku u

manjim količinama (jednakim čak i jednoj trećini) u poređenju sa drugim sredstvima za

umrežavanje, kao što je, na primer, amonijum sulfat, dajući i dalje visoke prinose i odlična

svojstva mehaničke jačine mineralnog vlakna koje se tako dobija.

[0030] Prema tome, u poželjnom primeru izvođenja, predmetni pronalazak se odnosi na

vodenu vezivnu kompoziciju (vezivo) bez formaldehida koja sadrži sledeće količine

komponenata, izražene u procentima po težini u odnosu na suvu kompoziciju:

najmanje jedan monosaharid 80-95%

amonijum sulfamat ili sulfamat alkalnog ili zemnoalkalnog metala 1-10%,

amonijum hidroksid (NH4OH), i/ili organsku ili neorgansku amonijumovu so 2-10%.

[0031] U naročito poželjnom primeru izvođenja, predmetni pronalazak se odnosi na vodenu

vezivnu kompoziciju (vezivo) bez formaldehida koja sadrži:

najmanje jedan monosaharid,

amonijum sulfamat, i

amonijum hidroksid (NH4OH), poželjno prisutne u sledećim procentnim količinama po težini:

najmanje jedan monosaharid 80-95%,

amonijum sulfamat 1-10%, i

amonijum hidroksid (NH4OH) 2-10%.

[0032] U sledećem poželjnom primeru izvođenja, kompozicija prema pronalasku sadrži:

glukozu 45-50%,

fruktozu 35-45%,

amonijum sulfamat 1-10%, i

amonijum hidroksid 2-10%.

[0033] U naročito poželjnom primeru izvođenja, kompozicija prema pronalasku može dalje da sadrži dodatne komponente, koje se koriste, na primer, za poboljšanje njene otpornosti na temperaturu, ili za dodatno podsticanje procesa polimerizacije kompozicije tokom obrazovanja vlaknastog mineralnog materijala. Konkretno, navedene opcione dodatne komponente, prisutne pojedinačno ili zajedno u smeši, odabrane su iz grupe koja se sastoji od: uree, poželjno u količini sadržanoj između 5 i 10% po težini u odnosu na količinu monosaharida prisutnog u kompoziciji, amonijum lignosulfonata (CAS br. 8061-53-8), poželjno u količini manjoj od 15% po težini, akrilne komponente kao što je detaljno opisano u tekstu ispod, mineralnih ulja, uopšteno prisutnih kao emulzija u količini sadržanoj između 5% i 8% po težini, aminosilana, poželjno u količini sadržanoj između 0.1% i 0.5% po težini, polisiloksana, poželjno u količini sadržanoj između 0.1% i 0.5% po težini, i slično. Navedene opcione dodatne komponente mogu da budu prisutne ili pojedinačno, ili zajedno u smeši. Naročito, u jednom primeru izvođenja prema pronalasku, akrilna komponenta, prisutna kao dodatna komponenta kao što je gore opisano, poželjno je u obliku emulzije, i može da bude odabrana od: akrilne smole, koja poželjno ima kiseli pH (uopšteno sadržan između 2 i 4), i karboksilnog polimera u smeši sa poliolom. U tom pogledu, akrilne smole koje mogu da se koriste su vodene smole otporne na toplotu, odabrane, na primer, od Acquaset 600™ (Rohm & Hass) i Acrodur® (BASF).

[0034] Poželjni karboksilni polimeri se dobijaju iz akrilne ili metakrilne kiseline.

[0035] Poliol je odabran, na primer, od: polietara, polipropilen glikola, poliestara i slično. Poželjno, molekulska težina navedene akrilne komponente je sadržana između 3000 i 10000, poželjno između 5000 i 8000 Daltona.

[0036] Kada je prisutna, navedena akrilna komponenta može da se koristi u količini od 20% po težini, poželjno do 15% po težini, čak poželjnije, do 10% ukupne težine suve kompozicije, tj. kompozicije bez vode. Ovaj dodatak povoljno omogućava da se jačina vezivanja kompozicije poveća, sa posledičnim poboljšanjem mehaničkih i elastičnih svojstava staklenog ili kamenog vlaknastog materijala koji sadrži predmetnu kompoziciju, na primer što se tiče elastičnog oporavka nakon kompresije filca od staklenih vlakana koji se uglavnom koristi kao toplotna i zvučna izolacija. Stoga, u poželjnom primeru izvođenja, predmetni pronalazak se odnosi na vodenu vezivnu kompoziciju (vezivo) bez formaldehida koja sadrži:

najmanje jedan monosaharid,

amonijum sulfamat,

amonijum hidroksid, i

najmanje jednu akrilnu komponentu koja ima molekulsku težinu sadržanu između 3000 i

10000 Da, poželjno odabranu od termoreaktivnog vodenog akrila i polikarboksilne kiseline u

smeši sa poliolom, poželjno prisutne u sledećim procentima po težini:

najmanje jedan monosaharid 80-95%,

amonijum sulfamat 1-10%,

amonijum hidroksid 2-10%, i

najmanje jedna akrilna komponenta 0-15%.

[0037] U sledećem poželjnom primeru izvođenja, kompozicija prema pronalasku sadrži:

glukozu 45-50%, fruktozu 35-45%, amonijum sulfamat 1-10%, amonijum hidroksid 2-10%, najmanje jednu akrilnu komponentu 0-15%.

[0038] Korisno, vodena vezivna kompozicija (vezivo) prema predmetnom pronalasku,

odlikuje se i time što je stabilna tokom vremena (čak i danima) i nije zapaženo obrazovanje,

na primer, plesni ili proizvoda razgradnje, koji često mogu da budu prisutni u slučaju

skladištenja vodenih vezivnih kompozicija koje su poznate u stanju tehnike, i sadrže druga

sredstva za polimerizaciju/umrežavanje kao što je, na primer, amonijum sulfat.

[0039] Osim toga, kompozicija prema pronalasku može lako da se pripremi upotrebom vode

kao rastvarača i pomoću postupka koji može lako da se primeni i u industrijskom obimu

proizvodnje. U stvari, predmetna kompozicija, pripremljena bez upotrebe potencijalnih izvora

formaldehida, može da se dobije u kratkom vremenskom okviru, jednostavnim mešanjem

različitih komponenata koje su opisane u tekstu iznad sa vodom.

[0040] Uopšteno govoreći, voda se koristi u količini dovoljnoj da rastvori komponente

kompozicije i/ili da se dobiju vodeni rastvori sa definisanim koncentracijama.

[0041] Drugim rečima, predmetni pronalazak se odnosi na vodeni rastvor bez formaldehida

koristan za pripremu vlaknastog mineralnog materijala, dobijen rastvaranjem:

najmanje jednog monosaharida,

amonijum sulfamata ili sulfamata alkalnog ili zemnoalkalnog metala, i amonijum hidroksida i/ili organske ili neorganske amonijumove soli,

i opciono dodatnih komponenti, u vodi,

u procentima po težini prema svakom od primera izvođenja koji su gore opisani.

[0042] U tom pogledu, u poželjnom primeru izvođenja, pronalazak se odnosi na vezivnu kompoziciju (vezivo) bez formaldehida u obliku vodenog rastvora, koja ima koncentraciju po težini sadržanu između 10 i 30%, poželjnije sadržanu između 10 i 20%, čak poželjnije sadržanu između 10% i 15%, određenu kao težina svih komponenti u odnosu na ukupnu težinu rastvora.

[0043] Predmetna vodena vezivna kompozicija (vezivo) može da se pripremi mešanjem željenih količina pojedinačnih komponenti na sobnoj temperaturi (tj. na temperaturi koja se nalazi između oko 15° C i oko 40° C), uglavnom u tanku za mešanje, i zatim jednostavnim dodavanjem vode, u dovoljnoj količini da se dobiju poželjne koncentracije.

[0044] Sve komponente vezivne kompozicije prema pronalasku su lako dostupne i mogu da se nabave na tržištu.

[0045] U sledećem aspektu, pronalazak se odnosi na upotrebu predmetne kompozicije u pripremi staklenih ili kamenih mineralnih vlakana. Pronalazak se dodatno odnosi na upotrebu amonijum sulfamata kao sredstva za umrežavanje i polimerizaciju u vodenim vezivnim kompozicijama za mineralna vlakna.

[0046] U tom smislu, predmetni pronalazak se odnosi na vlaknasti materijal koji sadrži mineralna vlakna, poželjno staklena ili kamena, spojena zajedno upotrebom predmetne vodene vezivne kompozicije (veziva). Stoga, predmet pronalaska se dalje odnosi na vlaknasti materijal dobijen iz slobodnih mineralnih vlakana pomoću postupka koji obuhvata najmanje jedan korak polimerizacije vezivne kompozicije prema pronalasku na temperaturi od najmanje 180°C.

[0047] U tom pogledu, navedeni vlaknasti mineralni materijal može pogodno da se pripremi pomoću postupka koji obuhvata korak:

a. obrazovanja slobodnih vlakana, poželjno topljenjem stakla (kao što su, na primer, smeše alkalnih borosilikata) ili kamena (kao što su, na primer, smeše bazalta, dolomita, šljake i krečnjaka);

1

b. dovođenja navedenih slobodnih vlakana u kontakt sa vezivnom kompozicijom predmetnog pronalaska tako da se obrazuju aglomerati mineralnih vlakana sa vezivnom kompozicijom prema pronalasku, poželjno raspršivanjem navedene kompozicije na slobodna vlakna; i

c. podvrgavanja navedenih aglomerata termičkoj obradi na temperaturi od najmanje 180°C.

[0048] Termička obrada poželjno se odvija na temperaturi između 180°C i 250°C, poželjnije između 180°C i 200°C, tipično u pećima za polimerizaciju, i pokreće proces polimerizacije vezivne kompozicije prema pronalasku, koja se stabilno vezuje za vlakna, obrazujući tako finalni vlaknasti materijal spreman za upotrebu. Navedena termička obrada može da se sprovede upotrebom vrelog vazduha čije je kruženje u pećnici omogućeno ventilatorima sa promenljivim pritiscima, tokom vremena koje će varirati u zavisnosti od brzine vazduha u pećnici, na primer u zavisnosti od težine po jedinici površine gotovog proizvoda.

[0049] Ako je neophodno, koraku polimerizacije c. prethodi korak raspoređivanja (ili "nabiranja") vlakana, koji omogućava da vlakna budu orijentisana u vertikalnom položaju, čime se povećava njihova otpornost na sabijanje.

[0050] Korak impregnacije b. se poželjno sprovodi raspršivanjem vodene kompozicije prema pronalasku na slobodna vlakna koja su upravo formirana toplotom, upotrebom aparata poznatog u stanju tehnike i uobičajeno korišćenog u pripremi vlaknastog mineralnog materijala. Na kraju koraka impregnacije b. dobijaju se, prema tome, aglomerati mineralnih vlakana sa kompozicijom prema pronalasku, koji tipično imaju paralelepipedni presek i nazivaju se "mat".

[0051] Analogno, korak a. obrazovanja slobodnih vlakana (obično označen kao "postupak obrazovanja vlakana"), može pogodno da se izvede pomoću postupaka poznatih stručnjaku u odgovarajućoj oblasti koji obuhvataju topljenje polaznog staklenog ili kamenog materijala, a zatim njegovo propuštanje kroz ekstruzionu matricu povezanu sa rotorom opremljenim hiljadama otvora, kroz koje, pri okretanju velikom brzinom, izlaze izuzetno tanke (staklene) niti vlakna, spremne da se dovedu u kontakt sa vezivnom kompozicijom prema sledećem koraku b, opisanom u tekstu iznad. U slučaju kamenih vlakana, kamenom u obliku lave visoke temperature napajaju se točkovi koji, okrećući se velikom brzinom, obezbeđuju centrifugalnu silu neophodnu za istanjivanje vlakana, koja su takodje spremna da se odmah dovedu u kontakt sa vodenim vezivom.

[0052] Kada se iseče na potrebnu veličinu, vlaknasti materijal može da se spakuje i koristi kao toplotna i/ili zvučna izolacija, i on će, osim toga, pokazati izvrsna svojstva u pogledu mehaničke čvrstoće, otpornosti na toplotu i elastičnog oporavka, određena razlikom između nominalne debljine materijala pre, i nakon pakovanja. Prema tome, u dodatnom aspektu, pronalazak se odnosi na vlaknasti mineralni materijal dobijen postupkom koji je opisan u tekstu iznad.

[0053] Predmetni pronalazak će sada biti opisan pomoću primera koji nisu, međutim, namenjeni da ograniče njegov obim.

Eksperimentalni deo

Primer 1: Brzina polimerizacije kompozicije predmetnog pronalaska kao veziva u pripremi vlaknastog materijala.

[0054] Brzina polimerizacije sledećih kompozicija prema pronalasku određena je merenjem takozvanog "vremena obrazovanja gela". Vreme obrazovanja gela je poznata eksperimentalna varijabila koju koristi stručnjak u odgovarajućoj oblasti i omogućava merenje brzine polimerizacije vodenih vezivnih kompozicija. Navedena tehnika se konkretno sastoji u sipanju određene količine vodene vezivne kompozicije na termostatski kontrolisanu vruću površinu (uopšteno ploču), i merenju vremena neophodnog da se obrazuje prva nit navedene kompozicije.

[0055] U ovom primeru, vremena obrazovanja gela za kompozicije prema pronalasku određivana su sipanjem odmerene količine (reda veličine mililitra) vodene vezivne kompozicije na vruću ploču na temperaturi od oko 150°C, i merenjem vremena potrebnog da se obrazuje prva nit, upotrebom špatule.

[0056] Vreme obrazovanja gela se praktično izračunava kao vreme koje protekne između dodavanja vodene kompozicije na ploču, i trenutka u kome je moguće obrazovati prvu nit polimerizovanog vlakna upotrebom špatule.

[0057] Prikupljeni podaci su prikazani u tabeli 1.

Tabela 1: Vrednosti vremena obrazovanja gela za neke kompozicije predmetnog

pronalaska koje sadrže amonijum sulfamat (3%) kao sredstvo za polimerizaciju i

umrežavanje.

Kompozicija A

[0058]

14% vodeni rastvor (pH 7.5):

glukoze 95%

amonijum sulfamata 3%,

amonijum hidroksida 2%

Kompozicija B

[0059]

14% vodeni rastvor (pH 7.5):

glukoze 50.5%

fruktoze 44.5%

amonijum sulfamata 3%,

amonijum hidroksida 2%

Kompozicija C

[0060]

14% vodeni rastvor (pH 6.5):

glukoze 85%

amonijum sulfamata 3% amonijum hidroksida 2% akrilne komponente Acquaset 600 (DOW) 10%

1

Primer 2 (uporedni).

[0061] Eksperimenti za izračunavanje vremena obrazovanja gela kao u primeru 1, izvedeni su upotrebom amonijum sulfata kao sredstva za polimerizaciju/umrežavanje. Rezultati su prikazani u tabeli 2.

Tabela 2: Vrednosti vremena obrazovanja gela za kompozicije iz primera 1, u kojima je amonijum sulfamat (3%) zamenjen amonijum sulfatom (3%).

[0062] Kao što se može lako zaključiti iz tabela 1 i 2 iznad, predmetna kompozicija omogućava dobijanje, sa istom količinom korišćenog sredstva za polimerizaciju/umrežavanje, izrazito većih brzina polimerizacije, što rezultuje vremenom polimerizacije koje je do 25% kraće nego kada se koristi amonijum sulfat. Ovo znači kraće vreme pripreme vlaknastog materijala upotrebom predmetne vezivne kompozicije, u poređenju sa upotrebom poznatih kompozicija koje se uobičajeno koriste u stanju tehnike.

Claims (16)

Patentni zahtevi

1. Vodena vezivna kompozicija bez formaldehida koja sadrži:

najmanje jedan monosaharid,

amonijum sulfamat ili sulfamat alkalnog ili zemnoalkalnog metala, u težinskom procentu sadržanom između 1% i 10%,

amonijum hidroksid, i/ili organsku ili neorgansku amonijumovu so.

2. Vezivna kompozicija prema patentnom zahtevu 1, naznačena time što je navedeni najmanje jedan monosaharid prisutan u težinskom procentu sadržanom između 80% i 95%, poželjno između 80% i 90%.

3. Vezivna kompozicija prema patentnom zahtevu 1 ili 2, naznačena time što je navedeni monosaharid odabran između: glukoze, fruktoze, galaktoze, ksiloze, arabinoze, riboze, liksoze, manoze i ramnoze, poželjno između glukoze i fruktoze.

4. Vezivna kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time što je navedeni amonijum hidroksid i/ili organska ili neorganska amonijumova so prisutna u težinskom procentu od najmanje 2%, poželjno sadržanom između 2 i 10% po težini.

5. Vezivna kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time što navedena organska amonijumova so predstavlja so kiseline odabrane od: limunske kiseline, vinske kiseline, glikolne kiseline, jabučne kiseline i mlečne kiseline.

6. Vezivna kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, koja sadrži amonijum sulfamat u težinskom procentu sadržanom između 1% i 5%.

7. Vezivna kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, naznačena time što je navedeni sulfamat alkalnog ili zemnoalkalnog metala odabran od: natrijum, kalijum i kalcijum sulfamata.

8. Vezivna kompozicija prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, koja dalje sadrži najmanje jedan dodatni sastojak odabran između: uree, amonijum lignosulfonata (CAS br.

8061-53-8), akrilne komponente koja ima molekulsku težinu sadržanu između 3000 i 10000, mineralnog ulja, aminosilana, polisiloksana i njihovih smeša.

9. Vezivna kompozicija prema patentnom zahtevu 8, naznačena time što je navedena akrilna komponenta odabrana između: termoreaktivne vodene akrilne smole i polikarboksilne kiseline u smeši sa poliolom.

10. Vezivna kompozicija prema bilo kom od patentnih zahteva 8 do 9, naznačena time što je količina navedenog dodatnog sastojka sadržana između 0 i 15%, i poželjno do 10% od ukupne težine suve kompozicije.

11. Vezivna kompozicija prema bilo kom od patentnih zahteva 1 do 10, koja sadrži:

glukozu 45-50%,

fruktozu 35-45%,

amonijum sulfamat 1-10%,

amonijum hidroksid 2-10%, i

najmanje jednu akrilnu komponentu 0-15%.

12. Upotreba vodene vezivne kompozicije, prema bilo kom od prethodnih patentnih zahteva, u pripremi vlaknastog mineralnog materijala.

13. Postupak za pripremu vlaknastog materijala od slobodnih mineralnih vlakana, gde navedeni postupak obuhvata najmanje jedan korak polimerizacije vezivne kompozicije prema patentnim zahtevima 1-11, na temperaturi od najmanje 180°C.

14. Postupak za pripremu vlaknastog mineralnog materijala prema patentnom zahtevu 13, koji obuhvata korake:

a. obrazovanja slobodnih vlakana iz staklenog ili kamenog materijala;

b. dovođenja navedenih slobodnih vlakana u kontakt sa vodenom vezivnom kompozicijom prema patentnim zahtevima 1-11, tako da se obrazuju aglomerati mineralnih vlakana sa vezivnom kompozicijom prema patentnim zahtevima 1-11; i

c. podvrgavanja navedenih aglomerata termičkoj obradi na temperaturi od najmanje 180°C.

15. Vlaknasti mineralni materijal dobijen postupkom prema patentnim zahtevima 13 i 14.

16. Upotreba amonijum sulfamata kao sredstva za umrežavanje i polimerizaciju u vodenim vezivnim kompozicijama bez formaldehida za mineralna vlakna.

Izdaje i štampa: Zavod za intelektualnu svojinu, Beograd, Kneginje Ljubice 5

1