Зв’язувальна композиція для мінеральної вати, що включає сахарид, органічну полікарбонову кислоту і реакційноздатну кремнійорганічну сполуку, та одержані з неї ізоляційні вироби

Номер патенту: 106497

Опубліковано: 10.09.2014

Автори: Жаффренну Борі, Ронкуцці Клаудіо

Є ще 3 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Зв'язувальна композиція для ізоляційних виробів на основі мінеральної вати, зокрема мінеральної повсті або скловолокна, яка відрізняється тим, що вона включає:

щонайменше один сахарид,

щонайменше одну органічну полікарбонову кислоту, молекулярна маса якої складає менше ніж або дорівнює 1000, і

щонайменше одну реакційноздатну кремнійорганічну сполуку.

2. Композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що сахарид є моносахаридом, полісахаридом або сумішшю даних сполук.

3. Композиція за п. 2, яка відрізняється тим, що моносахарид вибраний з моносахаридів, які включають від 3 до 8 атомів вуглецю, переважно від 5 до 7 атомів вуглецю.

4. Композиція за п. 3, яка відрізняється тим, що моносахаридом є альдозою.

5. Композиція за п. 4, яка відрізняється тим, що альдозою є гексоза, у тому числі глюкоза, маноза і галактоза.

6. Композиція за п. 2, яка відрізняється тим, що полісахарид має середньомасову молекулярну масу менше ніж 1000000, переважно менше ніж 50000, переважно менше ніж 10000 і найбільш переважно більше ніж 180.

7. Композиція за п. 6, яка відрізняється тим, що полісахарид містить більше ніж 50 % ланок глюкози.

8. Композиція за одним з пп. 1-7, яка відрізняється тим, що вона включає суміш моносахариду (моносахаридів) і/або полісахариду (полісахаридів), вибраних з декстринів і меляси.

9. Композиція за п. 8, яка відрізняється тим, що декстрин має еквівалент декстрози, що складає більше ніж або дорівнює 5, переважно складає більше ніж або дорівнює 10, переважно складає більше ніж або дорівнює 15 і найбільш переважно складає менше ніж 100.

10. Композиція за п. 8, яка відрізняється тим, що меляса включає глюциди у кількості, що складає від 40 до 60 мас. %, переважно від 45 до 50 мас. %.

11. Композиція за одним з пп. 1-10, яка відрізняється тим, що органічна полікарбонова кислота включає щонайменше дві карбоксильні функціональні групи, переважно не більше ніж 4 карбоксильні функціональні групи і переважно не більше ніж 3 карбоксильні функціональні групи.

12. Композиція за п. 11, яка відрізняється тим, що кислота має молекулярну масу, що складає менше ніж або дорівнює 750 і переважно менше ніж або дорівнює 500.

13. Композиція за одним з пп. 1-12, яка відрізняється тим, що органічна полікарбонова кислота є насиченою або ненасиченою і лінійною або розгалуженою аліциклічною кислотою, циклічною кислотою або ароматичною кислотою.

14. Композиція за одним з пп. 1-13, яка відрізняється тим, що сахарид складає від 10 до 90 %, переважно від 20 до 85 % і переважно від 30 до 80 % маси суміші, що складається з сахариду і органічної полікарбонової кислоти.

15. Композиція за будь-яким з пп. 1-14, яка відрізняється тим, що реакційноздатна кремнійорганічна сполука має молекулярну масу, що складає менше ніж або дорівнює 50000, переважно складає менше ніж або дорівнює 10000.

16. Композиція за будь-яким з пп. 1-15, яка відрізняється тим, що реакційноздатна кремнійорганічна сполука складається з основного ланцюга, що включає органосилоксанові залишки, зокрема алкілсилоксанові залишки, переважно диметилсилоксанові залишки і необов'язково фенілсилоксанові залишки, зокрема метилфенілсилоксанові залишки.

17. Композиція за будь-яким з пп. 1-16, яка відрізняється тим, що реакційноздатна кремнійорганічна сполука містить щонайменше одну реакційноздатну гідроксильну, карбоксильну або ангідридну, аміногрупу, епоксидну або вінілову функціональну групу у кінцевому положенні або на бічному ланцюзі, переважно щонайменше дві кінцеві функціональні групи.

18. Композиція за п. 17, яка відрізняється тим, що щонайменше дві кінцеві функціональні групи є гідроксильними функціональними групами.

19. Композиція за будь-яким з пп. 1-18, яка відрізняється тим, що вміст реакційноздатної кремнійорганічної сполуки змінюється від 0,1 до 5 мас. ч., переважно від 0,3 до 3 мас. ч., переважно від 0,5 до 2 мас. ч. і найбільш переважно від 0,7 до 1,8 мас. ч. на 100 мас. ч. сахариду і органічної полікарбонової кислоти.

20. Композиція за одним з пп. 1-19, яка відрізняється тим, що вона додатково включає каталізатор, вибраний з кислот і основ Льюїса, фосфорвмісних сполук і сполук, що містять фтор і бор.

21. Композиція за п. 20, яка відрізняється тим, що каталізатор складає до 20 %, переважно до 10 % і переважно щонайменше 1 % маси сахариду і органічної полікарбонової кислоти.

22. Композиція за одним з пп. 1-21, яка відрізняється тим, що вона додатково включає домішки у наведених нижче кількостях, обчислених з розрахунку на 100 мас. ч. сахариду і органічної полікарбонової кислоти:

від 0 до 2 мас. ч. силану, зокрема аміносилану,

від 0 до 20 мас. ч., переважно від 4 до 15 мас. ч. олії,

від 0 до 30 мас. ч., переважно від 0 до 20 мас. ч. сечовини і/або гліцерину,

від 0 до 30 мас. ч. наповнювача, вибраного з похідних лігніну, таких як лігносульфат амонію (ALS) або лігносульфат натрію, і тваринних або рослинних білків.

23. Звуко- і/або теплоізоляційний виріб на основі мінеральної вати, зокрема скловати або мінеральної повсті, проклеєний з використанням зв'язувальної композиції за одним з пп. 1-22.

24. Покриття з мінеральних волокон, зокрема скловати або мінеральної повсті, проклеєне з використанням зв'язувальної композиції за одним з пп. 1-22.

25. Спосіб одержання звуко- і/або теплоізоляційного виробу на основі мінеральної вати за п. 23 або покриття з мінеральних волокон за п. 24, відповідно до якого виробляють мінеральну вату або мінеральні волокна, зв'язувальну композицію наносять на вказану вату або вказані волокна і обробляють вказану вату або вказані волокна при температурі, яка забезпечує зшивання зв'язувального матеріалу і утворення тугоплавкого зв'язувального матеріалу, який відрізняється тим, що зв'язувальна композиція включає:

щонайменше один сахарид,

щонайменше одну органічну полікарбонову кислоту, що має молекулярну масу менше ніж 1000, і

щонайменше одну реакційноздатну кремнійорганічну сполуку.

Текст

Реферат: Винахід стосується зв'язувальної композиції для ізоляційних виробів на основі мінеральної вати, зокрема скловати або мінеральної повсті, яка включає: щонайменше один сахарид, щонайменше одну органічну полікарбонову кислоту, що має молекулярну масу, яка складає менше ніж або дорівнює 1000, і щонайменше одну реакційноздатну кремнійорганічну сполуку. Винахід також стосується ізоляційних виробів на основі мінеральних волокон і способу їх виробництва. UA 106497 C2 (12) UA 106497 C2 UA 106497 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується галузі тепло- і/або звукоізоляційних виробів на основі мінеральної вати, зокрема, скловати або мінеральної повсті, і органічного зв'язувального матеріалу, що не містить формальдегіду. Даний винахід, зокрема, стосується зв'язувальної композиції, здатної до зшивання з утворенням вказаного органічного зв'язувального матеріалу, який включає щонайменше один сахарид, щонайменше одну органічну полікарбонову кислоту, що має молекулярну масу, яка складає менше, ніж 1000, і щонайменше одну реакційноздатну кремнійорганічну сполуку, способу приготування вказаної зв'язувальної композиції та ізоляційних виробів, які виробляють з неї. Виробництво ізоляційних виробів на основі мінеральної вати, як правило, включає стадію виробництва самої вати, яке можна здійснювати різними способами, наприклад, відповідно до відомої методики волокноутворення внутрішнім або зовнішнім центрифугуванням. Центрифугування полягає у введенні розплавленого мінерального матеріалу (скла або каменя) у пристрій для центрифугування, що включає множину малих отворів, в якому матеріал рухається до периферійної стінки пристрою під дією відцентрової сили і виходить з нього у вигляді волокон. На виході з пристрою для центрифугування волокна витягує і рухає вперед приймальний пристрій за допомогою потоку газу, що має високу температуру і високу швидкість, щоб утворити сітку з волокон (або мінеральну вату). Щоб скріпити разом множину волокон і зробити можливим надання сітці зчеплення, зв'язувальна композиція, що включає термореактивний полімер, надходить на волокна на шляху між виходом з пристрою для центрифугування і приймальним пристроєм. Сітку з волокон, покритих зв'язувальним матеріалом, піддають термічній обробці при температурі, що звичайно складає більше, ніж 100 °C, щоб здійснити поліконденсацію полімеру і, таким чином, одержати тепло- і/або звукоізоляційний виріб, що має певні властивості, зокрема, стійкість розмірів, міцність на розтягнення, відновлення товщини після стиснення і однорідний колір. Зв'язувальна композиція, яку вводять у мінеральну вату, як правило, надходить у вигляді водного розчину, що включає термореактивний полімер і домішки, у тому числі каталізатор для зшивання полімеру, силан, що посилює адгезію, мінеральне масло, що зв'язує пил і т. п. Зв'язувальну композицію звичайно наносять на волокна шляхом розпилення. Властивості зв'язувальної композиції значною мірою залежать від характеристик полімеру. З точки зору застосування, зв'язувальній композиції необхідно проявляти хорошу здатність до розпилення і здатність до осадження на поверхні волокон, щоб ефективно зв'язувати їх. Полімер повинен зберігати стійкість протягом заданого періоду часу перед використанням для приготування зв'язувальної композиції, причому композицію звичайно готують під час використання змішуванням полімеру і перерахованих вище домішок. З точки зору законодавства, полімер повинен бути визнаний незабруднюючим, іншими словами, він повинен включати і для цього утворювати, під час стадії зв'язування або згодом, у мінімально можливій кількості, сполуки, які можуть бути шкідливими для здоров'я людини або для навколишнього середовища. Термореактивні полімери, які використовують найчастіше, являють собою фенолоальдегідні полімери, що належать до сімейства резолів. Крім їх хорошої здатності до зшивання у вказаних вище умовах термообробки, ці полімери розчинні у воді, мають високу спорідненість з мінеральними волокнами, зокрема, скловолокном, і є відносно недорогими. Ці резоли одержують конденсацією фенолу і формальдегіду у присутності основного каталізатора при молекулярному співвідношенні формальдегіду і фенолу, що складає більше, ніж 1, таким чином, щоб прискорити реакцію між фенолом і формальдегідом і зменшити рівень залишкового фенолу у полімері. Реакцію конденсації між фенолом і формальдегідом проводять при обмеженні ступеню конденсації мономерів, щоб запобігти утворенню довгих, відносно водонерозчинних, ланцюгів, які скорочують розчинність. Відповідно, полімер включає у визначеній пропорції мономер, що не прореагував, зокрема, формальдегід, присутність якого небажана внаслідок його відомих шкідливих ефектів. З цієї причини полімери на основі резолу звичайно обробляють сечовиною, яка реагує з вільним формальдегідом, зв'язуючи його у вигляді нелетких сечовиноформальдегідних конденсатів. Крім того, присутність сечовини у полімері приносить певну економічну перевагу внаслідок своєї низької вартості, тому що її можна вводити у відносно великій кількості, не впливаючи на технологічні якості полімеру, зокрема, без шкоди для механічних властивостей кінцевого продукту, що значно зменшує повну вартість полімеру. Проте, відповідно до спостережень, у температурних умовах, в яких обробляють сітку, щоб одержати зшитий полімер, сечовиноформальдегідні конденсати є нестійкими; вони 1 UA 106497 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 розкладаються з відновленням формальдегіду і сечовини, яка, у свою чергу, щонайменше частково розкладається з утворенням аміаку, і вони виділяються в атмосферу заводу. Положення про захист навколишнього середовища, які стають все більш строгими, примушують виробників ізоляційних виробів шукати розчини, які дозволяють додатково знижувати рівні небажаних викидів, зокрема, формальдегіду. Відомі рішення, в яких резоли замінюють у зв'язувальних композиціях, що базуються на використанні полімеру карбонової кислоти, зокрема, полімеру акрилової кислоти. У патентній заявці США № 5 340 868 зв'язувальний матеріал включає полікарбоксильний полімер, β-гідроксіамід і щонайменше мономерну карбонову кислоту, що містить три функціональні групи. Запропоновані зв'язувальні композиції, що включають полікарбоксильний полімер, поліол і каталізатор, причому даний каталізатор являє собою фосфорвмісний каталізатор (патенти США №№ 5 318 990, 5 661 213, 6 331 350, патентну заявку США № 2003/0008978), фторборат (патент США № 5 977 232) або, як альтернатива, ціанамід, диціанамід або ціаногуанідин (патент США № 5 932 689). Також є опис зв'язувальних композицій, що включають алканоламін, що включає щонайменше дві гідроксильні групи і полікарбоксильний полімер (патенти США №№ 6 071 994, 6 099 773, 6 146 746) у поєднанні зі співполімером (патент США № 6 299 936). У патентній заявці США № 2002/0091185 полікарбоксильний полімер і поліол використовують у таких кількостях, що співвідношення числа еквівалентів груп ОН і числа еквівалентів груп СООН складає від 0,6/1 до 0,8/1. У патентній заявці США № 2002/0188055 зв'язувальна композиція включає полікарбоксильний полімер, поліол і катіонну, амфотерну або неіонну поверхнево-активну речовину. У патентній заявці США № 2004/0002567 зв'язувальна композиція включає полікарбоксильний полімер, поліол і зшивальний агент типу силану. У патентній заявці США № 2005/0215153 наведений опис зв'язувального матеріалу, одержаного з попередника зв'язувального матеріалу, що включає полімер карбонової кислоти і поліолу, і з декстрину як допоміжного зв'язувального матеріалу. Крім того, відома зв'язувальна композиція на основі термозшиваних полісахаридів, яку можна використовувати як зв'язувальний матеріал для мінеральної вати (патент США № 5 895 804). Композиція включає полікарбоксильний полімер, що містить щонайменше дві карбоксильні функціональні групи і має молекулярну масу, яка щонайменше дорівнює 1000, і полісахарид, що має молекулярну масу, яка щонайменше дорівнює 10000. Ізоляційні вироби на основі мінеральної вати, скріплені зв'язувальним матеріалом, повинні також відповідати стандартам, які, зокрема, визначають хорошу стійкість до старіння, зокрема у вологому навколишньому середовищі. Таким чином, важливо, щоб здатність ізоляційних виробів абсорбувати воду була мінімально можливою. Мета даного винаходу полягає у тому, щоб запропонувати зв'язувальну композицію для ізоляційних виробів на основі мінеральної вати, яка не містить формальдегід і яка надає ізоляційним виробам знижену здатність абсорбувати воду. Для досягнення даної мети даний винахід пропонує зв'язувальну композицію для ізоляційних виробів на основі мінеральної вати, зокрема, скловати або мінеральної повсті, яка включає: - щонайменше один сахарид, - щонайменше одну органічну полікарбонову кислоту, молекулярна маса якої складає менше ніж або дорівнює 1000, - і щонайменше одну реакційноздатну кремнійорганічну сполуку. Сахарид може являти собою моносахарид, полісахарид або суміш даних сполук. Моносахарид вибраний з моносахаридів, що включають від 3 до 8 атомів вуглецю, переважно альдоз і переважно альдоз, що містять від 5 до 7 атомів вуглецю. Альдози, які є особливо переважними, являють собою природні альдози (що належать до ряду D), зокрема гексози, у тому числі глюкоза, маноза і галактоза. Полісахарид відповідно до даного винаходу вибраний з полісахаридів, що мають середньомасову молекулярну масу, яка складає менше ніж 100000, переважно менше ніж 50000, переважно менше ніж 10000 і найбільш переважно більше ніж 180. Переважно, полісахарид має індекс полідисперсності (РІ), що визначається як співвідношення середньомасової молекулярної маси і середньочислової молекулярної маси, який складає менше ніж або дорівнює 10. 2 UA 106497 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Переважно, полісахарид включає щонайменше один вид ланок, вибраний з перерахованих вище альдоз, переважно, ланку глюкози. Особливо переважними є полісахариди, які переважно (більше, ніж на 50 мас. %) складаються з ланок глюкози. Відповідно до переважного варіанту здійснення, у даному винаході використовують суміш моносахариду (моносахаридів) і/або полісахариду (полісахаридів), одержану, зокрема, з рослин, зокрема декстрину або меласи. Декстрини являють собою сполуки, що відповідають загальній формулі (С6Н10O5)n, які одержують при частковому гідролізі крохмалю. Відомі способи одержання декстринів. Наприклад, декстрини можна одержувати нагріванням або сушінням досуха крохмалю, як правило, у присутності кислотного каталізатора, у результаті чого молекули амілози і амілопектину, що складають крохмаль, розкладаються з утворенням продуктів, що мають меншу молекулярну масу. Декстрини можна також одержувати ферментативною обробкою крохмалю, використовуючи одну або більше амілаз, зокрема, мікробні амілази, здатні гідролізувати зв'язки крохмалю. Природа обробки (хімічна або ферментативна) і умови гідролізу здійснюють безпосередній вплив на середню молекулярну масу і розподіл декстрину по молекулярних масах. Декстрини відповідно до даного винаходу можна одержувати з крохмалю або похідних крохмалю, одержаного з різноманітних рослин, включаючи, наприклад, бульбові, у тому числі картоплю, маніоку, маранту і солодку картоплю, зернові, у тому числі пшеницю, кукурудзу, жито, рис, ячмінь, просо, овес і сорго, плодові, у тому числі кінський каштан, солодкий каштан і лісовий горіх, або бобові, у тому числі горох і боби. Перевагу віддають, зокрема, декстринам, які мають еквівалент декстрози DE, що складає більше ніж або дорівнює 5, що переважно складає більше ніж або дорівнює 10, що переважно складає більше ніж або дорівнює 15 і найбільш переважно менше ніж 100. Традиційно еквівалент декстрози DE визначають наведеним нижче співвідношенням: DE=100  (число розщеплених глікозидних зв'язків/число глікозидних зв'язків у вихідному крохмалі). Меласа являє собою залишки від рафінування цукру, що виділяється, зокрема, з тростинного цукру і буряка, які включають високий вміст глюцидів, що складає близько 40-60 мас. %. Сахароза складає основну масу глюцидів меласи. Меласа відповідно до даного винаходу переважно включає від 45 до 50 мас. % суми глюцидів у перерахунку на сахарозу. Особливо переважною є бурякова меласа. Термін "органічна полікарбонова кислота" потрібно розуміти як такий, що означає органічну кислоту, яка включає щонайменше дві карбоксильні функціональні групи, переважно не більше ніж 4 карбоксильні функціональні групи, і переважно не більше ніж 3 карбоксильні функціональні групи. Органічна полікарбонова кислота діє як зшивальний агент; вона здатна реагувати з сахаридом при нагріванні з утворенням складноефірних зв'язків, внаслідок чого утворюється полімерна сітка у кінцевому зв'язувальному матеріалі. Вказана полімерна сітка робить можливим утворення зв'язків у точках розгалуження волокон мінеральної вати. Органічна полікарбонова кислота вибрана з органічних полікарбонових кислот, що мають молекулярну масу, яка складає менше ніж або дорівнює 1000, переважно менше ніж або дорівнює 750 і переважно менше ніж або дорівнює 500. Переважно, органічна полікарбонова кислота є насиченою або ненасиченою і лінійною або розгалуженою аліциклічною кислотою, циклічною кислотою або ароматичною кислотою. Органічною полікарбоновою кислотою може бути дикарбонова кислота, наприклад, щавлева кислота, малонова кислота, бурштинова кислота, глутарова кислота, адипінова кислота, пімелінова кислота, суберова кислота, азелаїнова кислота, себацинова кислота, яблучна кислота, винна кислота, тартронова (оксималонова) кислота, аспарагінова кислота, глутамінова кислота, фумарова кислота, ітаконова кислота, малеїнова кислота, травматична (додец-2ендикарбонова) кислота, камфорна кислота, фталева кислота і її похідні, які, зокрема, включають щонайменше один атом бору або хлору, тетрагідрофталева кислота і її похідні, які, зокрема, включають щонайменше один атом хлору, у тому числі хлорендикова (1,4,5,6,7,7гексахлорбіцикло[2.2.1]-гепт-5-ен-2,3-дикарбонова) кислота, ізофталева кислота, терефталева кислота, мезаконова кислота і цитраконова кислота, або попередник дикарбонової кислоти, зокрема ангідрид, у тому числі малеїновий ангідрид, бурштиновий ангідрид і фталевий ангідрид; трикарбонова кислота, наприклад, лимонна кислота, трикарбалілова (пропан-1,2,3трикарбонова) кислота, 1,2,4-бутантрикарбонова кислота, аконітова кислота, гемімелітова кислота, тримелітова кислота і тримезинова (1,3,5-бензол-трикарбонова) кислота; або 3 UA 106497 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 тетракарбонова кислота, наприклад, 1,2,3,4-бутантетракарбонова кислота і піромелітова (бензол-1,2,4,5-тетракарбонова) кислота. У зв'язувальній композиції сахарид складає від 10 до 90 %, переважно від 20 до 85 % і переважно від 30 до 80 % маси суміші, що складається з сахариду і органічної полікарбонової кислоти. Вираз "реакційноздатна кремнійорганічна сполука" потрібно розуміти як такий, що означає поліорганосилоксан, який містить щонайменше одну гідроксильну, карбоксильну або ангідридну аміногрупу, епоксидну або вінілову функціональну групу, здатну реагувати щонайменше з одним зі складових зв'язувальної композиції. Реакційноздатна кремнійорганічна сполука являє собою рідину при температурі навколишнього середовища; вона належить до категорії кремнійорганічних сполук, які називаються текучими кремнійорганічними сполуками. Її середня молекулярна маса, як правило, складає менше ніж або дорівнює 50000, переважно вона менша, ніж або дорівнює 10000. Реакційноздатна кремнійорганічна сполука складається з основного ланцюга, що містить органосилоксанові залишки, зокрема алкілсилоксанові залишки, переважно диметилсилоксанові залишки і необов'язково фенілсилоксанові залишки, зокрема метилфенілсилоксанові залишки у кількості, яка переважно не перевищує 20 %, зокрема, складає не більше ніж 10 мас. % фенілсилоксанових ланок з розрахунку на масу кремнійорганічної сполуки. Вказаний основний ланцюг містить щонайменше одну реакційноздатну гідроксильну, карбоксильну або ангідридну групу, аміногрупу, епоксидну або вінілову функціональну групу у кінцевому положенні (на вільних кінцях ланцюга) або на бічному ланцюгу (або на прищепленій частині). Переважно, реакційноздатна кремнійорганічна сполука включає щонайменше дві кінцеві функціональні групи, переважно гідроксильні функціональні групи. Реакційноздатна гідроксильна, карбоксильна або ангідридна група, аміногрупа, епоксидна або вінілова функціональна група реакційноздатної кремнійорганічної сполуки може бути блокована захисною групою, яка захищає вказану реакційноздатну функціональну групу від впливу нагрівання. Блокування реакційноздатних функціональних груп гарантує, що реакційноздатна кремнійорганічна сполука не буде реагувати перед термічною обробкою для зшивання зв'язувального матеріалу у печі. Як приклади такого захисного блокуючого впливу можна відмітити гідроксильні групи, переведені щонайменше частково у форму простих ефірів або блоковані захисними групами, зокрема, ацильними або карбонатними групами. Вміст реакційноздатної кремнійорганічної сполуки у зв'язувальній композиції змінюється від 0,1 до 5 мас. ч., переважно від 0,3 до 3 мас. ч., переважно від 0,5 до 2 мас. ч. і найбільш переважно від 0,7 до 1,8 мас. ч. на 100 мас. ч. сахариду і органічної полікарбонової кислоти. Зв'язувальна композиція може додатково включати кислотний або основний каталізатор, роль якого полягає, зокрема, у регулюванні температури, при якій починається зшивання. Каталізатор можна вибирати з кислот і основ Льюїса, включаючи глини, колоїдний або неколоїдний діоксид кремнію, органічні аміни, четвертинні аміни, оксиди металів, сульфати металів, хлориди металів, сульфати сечовини, хлориди сечовини і каталізатори на основі силікатів. Каталізатор може також являти собою фосфоровмісну сполуку, наприклад, гіпофосфіт лужного металу, фосфіт лужного металу, поліфосфат лужного металу, гідрофосфат лужного металу, фосфорну кислоту або алкілфосфонову кислоту. Переважно, лужний метал являє собою натрій або калій. Каталізатор може також являти собою сполуку, що включає фтор і бор, наприклад, тетрафторборну кислоту і сіль даної кислоти, зокрема тетрафторборат лужного металу, у тому числі тетрафторборат натрію або тетрафторборат калію, тетрафторборат лужноземельного металу, у тому числі тетрафторборат кальцію або тетрафторборат магнію, тетрафторборат цинку і тетрафторборат амонію. Переважно, каталізатор являє собою гіпофосфіт натрію, фосфіт натрію і суміші даних сполук. Кількість каталізатора, введеного у зв'язувальну композицію, може складати до 20 % маси сахариду і органічної полікарбонової кислоти, переважно до 10 %, і переважна кількість каталізатора щонайменше становить 1 %. Зв'язувальна композиція відповідно до даного винаходу може додатково включати перераховані нижче традиційні домішки у наведених далі пропорціях, обчислених з розрахунку на 100 масових частин сахариду і органічної полікарбонової кислоти: - від 0 до 2 мас. ч. силану, зокрема, аміносилану, - від 0 до 20 мас. ч., переважно, від 4 до 15 мас. ч. масла, 4 UA 106497 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - від 0 до 30 частин, переважно, від 0 до 20 мас. ч. сечовини і/або гліцерину, - від 0 до 30 мас. ч. "наповнювача", вибраного з похідних лігніну, у тому числі лігносульфату амонію (ALS) або лігносульфату натрію, і тваринних або рослинних білків. Роль домішок відома і стисло викладається так, що силан являє собою речовину для зв'язування волокон і зв'язувального матеріалу і також виступає як агент, що перешкоджає старінню; масла являють собою такі, що зв'язують пил і гідрофобні агенти; сечовина і гліцерин діють як пластифікатори і роблять можливим запобігання передчасному гелеутворенню зв'язувальної композиції; "наповнювач" являє собою органічний наповнювач, розчинний або такий, що диспергується у водній зв'язувальній композиції, що робить можливим, зокрема, зменшення вартості зв'язувальної композиції. Нереакційноздатна кремнійорганічна сполука може необов'язково бути присутньою разом з реакційноздатною кремнійорганічною сполукою, зокрема, з міркувань складу або для забезпечення додаткової гідрофобізації; її присутність переважно обмежена і складає менше ніж 2 мас. ч., найбільш переважно менше ніж 1 мас. ч., зокрема, менше ніж 0,5 мас. ч. з розрахунку на 100 мас. ч. сахариду і органічної полікарбонової кислоти. Зв'язувальна композиція проявляє кислотне значення pH, яке складає близько 1-5 залежно від використовуваної органічної полікарбонової кислоти, переважно pH складає більше, ніж або дорівнює 1,5. Переважно, значення pH підтримують на рівні, що становить щонайменше 2, таким чином, щоб обмежувати проблеми нестійкості зв'язувальної композиції і корозії технологічної лінії, за допомогою додання аміносполуки, яка нездатна реагувати з сахаридом, наприклад, третинного аміну, зокрема, триетаноламіну. Кількість аміносполуки може складати до 30 мас. ч. від повної маси сахариду і органічної полікарбонової кислоти. Зв'язувальна композиція призначена для нанесення на мінеральні волокна, зокрема, скловату або мінеральну повсть. Традиційно зв'язувальну композицію наносять на мінеральні волокна на виході з пристрою для центрифугування і перед тим, як вони збираються на приймальному пристрої у вигляді сітки з волокон, які потім обробляють при температурі, що забезпечує зшивання зв'язувального матеріалу і утворення тугоплавкого зв'язувального матеріалу. Зшивання зв'язувального матеріалу відповідно до даного винаходу відбувається при температурі, порівнянній з температурою для традиційного фенолформальдегідного полімеру, при температурі, що складає більше, ніж або дорівнює 110 °C, що переважно складає більше ніж або дорівнює 130 °C і переважно складає більше ніж або дорівнює 140 °C. Звуко- і/або теплоізоляційні вироби, які одержують з даних зв'язаних волокон, також складають предмет даного винаходу. Дані вироби звичайно одержують у вигляді плит або листів з мінеральної вати, скловати або мінеральної повсті, або також у вигляді покриттів з мінеральних волокон, а також скловати або мінеральної повсті, які призначені, зокрема, для утворення поверхневих покриттів на вказаних плитах або листах. Наведені нижче приклади роблять можливою ілюстрацію даного винаходу, однак, не обмежуючи його. У даних прикладах вимірювали наступні параметри: - Товщина ізоляційного виробу після виготовлення і після закінчення змінного періоду стиснення при ступені стиснення (що визначається як співвідношення номінальної товщини і товщини при стисненні), що дорівнює 6/1 (приклади 1-3) або наведеному у таблиці 2 (приклади 4-8). Вимірювання товщини роблять можливою оцінку хорошої стійкості розмірів виробу. - Міцність на розтягнення відповідно до стандартного американського методу випробувань ASTM С 686-71T для зразка, вирізаного з ізолюючого виробу. Зразок має форму тора з довжиною 122 мм, шириною 46 мм, радіусом кривизни зовнішнього краю вирізу 38 мм і радіусом кривизни внутрішнього краю вирізу 12,5 мм. Зразок вміщують між двома циліндричними осердями пристрою для вимірювань, одне з яких є рухомим і рухається з постійною швидкістю. Вимірюють руйнуюче зусилля F (грам-сил) зразка і обчислюють його міцність на розтягнення TS, що визначається як співвідношення руйнуючого зусилля F до маси зразка. Міцність на розтягнення вимірюють після виготовлення (первинна міцність на розтягнення) і після прискореного старіння в автоклаві при температурі 105 °C в умовах 100 % відносної вологості протягом 15 хвилин (TS 15). - Водопоглинання в умовах стандарту EN 1609, виражене у кілограмах води на квадратний метр ізоляційного виробу. Ізоляційні вироби, які проявляють водопоглинання, що складає 2 менше, ніж 1 кг/м , вважають такими, що мають низьке короткострокове (24 години) водопоглинання; вони належать до категорії WS відповідно до сертифікації ACERMI. 5 UA 106497 C2 5 10 15 20 25 Приклади 1-3 Одержували зв'язувальні композиції, які включали компоненти, наведені у таблиці 1, причому їх пропорції виражені у масових частинах. Зв'язувальні композиції одержували послідовним введенням у посудину, що містить воду, сахариду і потім інших компонентів при інтенсивному перемішуванні до повного розчинення компонентів. Також одержували традиційну зв'язувальну композицію, що включає фенолоформальдегідний полімер і сечовину (зразок порівняння), відповідно до прикладу 2 випробування 1 міжнародної патентної заявки WO 01/96254 A1. Зв'язувальні композиції використовували для одержання ізоляційних виробів на основі скловати. Скловату одержували у безперервному режимі на виробничій лінії шириною 2,4 м. Скловату одержували способом внутрішнього центрифугування, в якому розплавлену скляну композицію перетворюють у волокна за допомогою пристрою, так званого центрифужного диска, що включає камеру у формі кошика для прийому розплавленої композиції і периферичну стрічку з множиною крізних отворів: диск обертається навколо своєї вертикально розташованої осі симетрії, композиція виштовхується через отвори під дією відцентрової сили, і матеріал, що виходить з отворів, розтягується у волокна за допомогою розтягуючого потоку газу. Традиційно кільце, що розбризкує зв'язувальну композицію, розташоване під виробляючим волокна диском таким чином, щоб рівномірно розподіляти зв'язувальну композицію по щойно одержаній скловаті. Оброблену зв'язувальним матеріалом мінеральну вату збирають на стрічковий конвеєр, обладнаний внутрішніми ящиками для добування, які містять мінеральну вату у вигляді повсті або сітки на поверхні конвеєра. Повсть або сітку нарізають і потім вміщують у піч, яку підтримують при температурі 290 °C (260 °C для порівняльного виробу), в якій компоненти зв'язувального матеріалу полімеризуються з утворенням зв'язувального матеріалу. Ізоляційний виріб, одержаний на виході печі, має товщину близько 82 мм, густину, що 3 становить 17,5 кг/м , і втрату маси при випалюванні, що дорівнює 5 %. Властивості ізоляційних виробів наведені нижче у таблиці 1 30 Таблиця 1 1 3 Станд. зразок 62,0 38,0 5,0 1,0 8,0 1,5 62,0 38,0 5,0 1,0 8,0 2,0 78,1 76,8 72,9 73,1 0,66 Зв'язувальна композиція (1) Сахарид Лимонна кислота Гіпофосфіт натрію γ-амінопропілтриетоксисилан Мінеральне масло (2) Реакційноздатна кремнійорганічна сполука (3) Реакційноздатна кремнійорганічна сполука Ізоляційний виріб Товщина (мм) 1 год. 24 год. 30 діб 90 діб 2 Водопоглинання (кг/м ) 2 62,0 38,0 5,0 1,0 8,0 1,5 Приклад 78,0 77,0 n.d. n.d. 1,00 79,2 77,0 n.d. n.d. 0,10 78,3 74,0 72,2 73,8 0,97 n.d.: не визначено (1) Декстрин одержаний з кукурудзяного крохмалю; середньомасова молекулярна маса: 3510; еквівалент декстрози DE: 30; продається під найменуванням Roclys® C3072S фірмою ROOUETTE FRERES. (2) Полідиметилсилоксан з кінцевими реакційноздатними гідроксильними функціональними групами; продається під найменуванням DOW CORNING® 1581 фірмою DOW CORNING (3) Реакційноздатний полідиметилсилоксан; продається під найменуванням SILRES® BS 10421581 фірмою WACKER SILICONES. 6 UA 106497 C2 5 10 15 Спостерігали, що ізоляційні вироби відповідно до даного винаходу мають, зокрема, низьке водопоглинання, порівнянне з водопоглинанням виробу, одержаного зі стандартної фенолоформальдегідної зв'язувальної композиції у прикладі 2, і зменшене на 32 % і 90 % у прикладах 1 і 3, відповідно. Приклади 4-8 Зв'язувальні композиції одержували в умовах прикладів 1-3 з компонентів, наведених у таблиці 2, у вказаних пропорціях, виражених у вигляді масових частин. Дані композиції використовували для виробництва ізоляційних виробів на основі мінеральної вати в умовах, описаних у прикладах 1-3. Одержані вироби мали змінну номінальну 3 товщину (60, 100 або 160 мм) і густину, що дорівнює 19 кг/м . Властивості ізоляційних виробів наведені у таблиці 2. Вироби відповідно до даного винаходу, які містили реакційноздатну кремнійорганічну сполуку, мали водопоглинання не 2 більше ніж 0,6 кг/м . Вироби у прикладах 4 і 5 мали меншу здатність абсорбувати воду, ніж вироби у порівняльних прикладах 1 і 2, які містили нереакційноздатну кремнійорганічну сполуку. Таблиця 2 1 3 Станд. зразок 62,0 38,0 5,0 1,0 8,0 1,5 62,0 38,0 5,0 1,0 8,0 2,0 78,1 76,8 72,9 73,1 0,66 Зв'язувальна композиція (1) Сахарид Лимонна кислота Гіпофосфіт натрію γ-амінопропілтриетоксисилан Мінеральне масло (2) Реакційноздатна кремнійорганічна сполука (3) Реакційноздатна кремнійорганічна сполука Ізоляційний виріб Товщина (мм) 1 год. 24 год. 30 діб 90 діб 2 Водопоглинання (кг/м ) 2 62,0 38,0 5,0 1,0 8,0 1,5 Приклад 78,0 77,0 n.d. n.d. 1,00 79,2 77,0 n.d. n.d. 0,10 78,3 74,0 72,2 73,8 0,97 n.d.: не визначено (1) Декстрин одержаний з кукурудзяного крохмалю; середньомасова молекулярна маса: 3510; еквівалент декстрози DE: 30; продається під найменуванням Roclys® C3072S фірмою ROQUETTE FRERES. (2) Полідиметилсилоксан з кінцевими реакційноздатними гідроксильними функціональними групами; продається під найменуванням DOW CORNING® 1581 фірмою DOW CORNING (3) Реакційноздатний полідиметилсилоксан; продається під найменуванням SILRES® BS 10421581 фірмою WACKER SILICONES. 7 UA 106497 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Зв'язувальна композиція для ізоляційних виробів на основі мінеральної вати, зокрема мінеральної повсті або скловолокна, яка відрізняється тим, що вона включає: щонайменше один сахарид, щонайменше одну органічну полікарбонову кислоту, молекулярна маса якої складає менше ніж або дорівнює 1000, і щонайменше одну реакційноздатну кремнійорганічну сполуку. 2. Композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що сахарид є моносахаридом, полісахаридом або сумішшю даних сполук. 3. Композиція за п. 2, яка відрізняється тим, що моносахарид вибраний з моносахаридів, які включають від 3 до 8 атомів вуглецю, переважно від 5 до 7 атомів вуглецю. 4. Композиція за п. 3, яка відрізняється тим, що моносахаридом є альдозою. 5. Композиція за п. 4, яка відрізняється тим, що альдозою є гексоза, у тому числі глюкоза, маноза і галактоза. 6. Композиція за п. 2, яка відрізняється тим, що полісахарид має середньомасову молекулярну масу менше ніж 1000000, переважно менше ніж 50000, переважно менше ніж 10000 і найбільш переважно більше ніж 180. 7. Композиція за п. 6, яка відрізняється тим, що полісахарид містить більше ніж 50 % ланок глюкози. 8. Композиція за одним з пп. 1-7, яка відрізняється тим, що вона включає суміш моносахариду (моносахаридів) і/або полісахариду (полісахаридів), вибраних з декстринів і меляси. 9. Композиція за п. 8, яка відрізняється тим, що декстрин має еквівалент декстрози, що складає більше ніж або дорівнює 5, переважно складає більше ніж або дорівнює 10, переважно складає більше ніж або дорівнює 15 і найбільш переважно складає менше ніж 100. 10. Композиція за п. 8, яка відрізняється тим, що меляса включає глюциди у кількості, що складає від 40 до 60 мас. %, переважно від 45 до 50 мас. %. 11. Композиція за одним з пп. 1-10, яка відрізняється тим, що органічна полікарбонова кислота включає щонайменше дві карбоксильні функціональні групи, переважно не більше ніж 4 карбоксильні функціональні групи і переважно не більше ніж 3 карбоксильні функціональні групи. 12. Композиція за п. 11, яка відрізняється тим, що кислота має молекулярну масу, що складає менше ніж або дорівнює 750 і переважно менше ніж або дорівнює 500. 13. Композиція за одним з пп. 1-12, яка відрізняється тим, що органічна полікарбонова кислота є насиченою або ненасиченою і лінійною або розгалуженою аліциклічною кислотою, циклічною кислотою або ароматичною кислотою. 14. Композиція за одним з пп. 1-13, яка відрізняється тим, що сахарид складає від 10 до 90 %, переважно від 20 до 85 % і переважно від 30 до 80 % маси суміші, що складається з сахариду і органічної полікарбонової кислоти. 15. Композиція за будь-яким з пп. 1-14, яка відрізняється тим, що реакційноздатна кремнійорганічна сполука має молекулярну масу, що складає менше ніж або дорівнює 50000, переважно складає менше ніж або дорівнює 10000. 16. Композиція за будь-яким з пп. 1-15, яка відрізняється тим, що реакційноздатна кремнійорганічна сполука складається з основного ланцюга, що включає органосилоксанові залишки, зокрема алкілсилоксанові залишки, переважно диметилсилоксанові залишки і необов'язково фенілсилоксанові залишки, зокрема метилфенілсилоксанові залишки. 17. Композиція за будь-яким з пп. 1-16, яка відрізняється тим, що реакційноздатна кремнійорганічна сполука містить щонайменше одну реакційноздатну гідроксильну, карбоксильну або ангідридну, аміногрупу, епоксидну або вінілову функціональну групу у кінцевому положенні або на бічному ланцюзі, переважно щонайменше дві кінцеві функціональні групи. 18. Композиція за п. 17, яка відрізняється тим, що щонайменше дві кінцеві функціональні групи є гідроксильними функціональними групами. 19. Композиція за будь-яким з пп. 1-18, яка відрізняється тим, що вміст реакційноздатної кремнійорганічної сполуки змінюється від 0,1 до 5 мас. ч., переважно від 0,3 до 3 мас. ч., переважно від 0,5 до 2 мас. ч. і найбільш переважно від 0,7 до 1,8 мас. ч. на 100 мас. ч. сахариду і органічної полікарбонової кислоти. 8 UA 106497 C2 5 10 15 20 25 20. Композиція за одним з пп. 1-19, яка відрізняється тим, що вона додатково включає каталізатор, вибраний з кислот і основ Льюїса, фосфорвмісних сполук і сполук, що містять фтор і бор. 21. Композиція за п. 20, яка відрізняється тим, що каталізатор складає до 20 %, переважно до 10 % і переважно щонайменше 1 % маси сахариду і органічної полікарбонової кислоти. 22. Композиція за одним з пп. 1-21, яка відрізняється тим, що вона додатково включає домішки у наведених нижче кількостях, обчислених з розрахунку на 100 мас. ч. сахариду і органічної полікарбонової кислоти: від 0 до 2 мас. ч. силану, зокрема аміносилану, від 0 до 20 мас. ч., переважно від 4 до 15 мас. ч. олії, від 0 до 30 мас. ч., переважно від 0 до 20 мас. ч. сечовини і/або гліцерину, від 0 до 30 мас. ч. наповнювача, вибраного з похідних лігніну, таких як лігносульфат амонію (ALS) або лігносульфат натрію, і тваринних або рослинних білків. 23. Звуко- і/або теплоізоляційний виріб на основі мінеральної вати, зокрема скловати або мінеральної повсті, проклеєний з використанням зв'язувальної композиції за одним з пп. 1-22. 24. Покриття з мінеральних волокон, зокрема скловати або мінеральної повсті, проклеєне з використанням зв'язувальної композиції за одним з пп. 1-22. 25. Спосіб одержання звуко- і/або теплоізоляційного виробу на основі мінеральної вати за п. 23 або покриття з мінеральних волокон за п. 24, відповідно до якого виробляють мінеральну вату або мінеральні волокна, зв'язувальну композицію наносять на вказану вату або вказані волокна і обробляють вказану вату або вказані волокна при температурі, яка забезпечує зшивання зв'язувального матеріалу і утворення тугоплавкого зв'язувального матеріалу, який відрізняється тим, що зв'язувальна композиція включає: щонайменше один сахарид, щонайменше одну органічну полікарбонову кислоту, що має молекулярну масу менше ніж 1000, і щонайменше одну реакційноздатну кремнійорганічну сполуку. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Gluing composition for mineral wool including a saccharide, an organic polycarboxylic acid and a reactive silicone, and insulating products produced from said composition

Автори англійською

Jaffrennou, Boris, Roncuzzi, Claudio

Автори російською

Жаффренну Бори, Ронкуцци Клаудио

МПК / Мітки

МПК: E04B 1/88, C08L 3/00, C09J 103/00, D04H 3/12, D04H 1/64

Мітки: одержані, сполуку, реакційноздатну, сахарид, мінеральної, вироби, кремнійорганічну, включає, органічну, кислоту, вати, зв'язувальна, неї, ізоляційні, композиція, полікарбонову

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/11-106497-zvyazuvalna-kompoziciya-dlya-mineralno-vati-shho-vklyuchaeh-sakharid-organichnu-polikarbonovu-kislotu-i-reakcijjnozdatnu-kremnijjorganichnu-spoluku-ta-oderzhani-z-ne-izolyacijjni-v.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Зв’язувальна композиція для мінеральної вати, що включає сахарид, органічну полікарбонову кислоту і реакційноздатну кремнійорганічну сполуку, та одержані з неї ізоляційні вироби</a>

Подібні патенти