Проклеювальна композиція для мінеральної вати на основі мальтиту і одержані ізоляційні продукти

Номер патенту: 110847

Опубліковано: 25.02.2016

Автори: Обер Едуар, Жаффренну Борі

Є ще 3 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Проклеювальна композиція для ізоляційних продуктів на основі мінеральної вати, зокрема кам'яної вати або скловати, яка відрізняється тим, що вона містить:

суміш гідрованих цукрів, яка містить щонайменше 25 мас. % мальтиту, з розрахунку на суху масу гідрованих цукрів, і

щонайменше один поліфункціональний зшиваючий агент.

2. Композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що гідровані цукри вибрані з моносахаридів, олігосахаридів і лінійних, циклічних або розгалужених полісахаридів.

3. Композиція за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що гідровані цукри являють собою еритрит, арабітол, ксиліт, сорбіт, маніт, ідит, ізомальтит, лактит, целобіт, палатиніт, мальтотритол і продукти гідрування гідролізатів крохмалю.

4. Композиція за п. 3, яка відрізняється тим, що гідровані цукри є продуктом гідрування гідролізатів крохмалю.

5. Композиція за одним з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що гідровані цукри містять відновлювальні цукри в частці, що не перевищує 5 мас. % (з розрахунку сухих речовин), переважно 1 % і ще краще 0,5 %.

6. Композиція за одним з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що поліфункціональний зшиваючий агент вибраний з органічних полікарбонових кислот або солей цих кислот, ангідридів і поліальдегідів.

7. Композиція за п. 6, яка відрізняється тим, що органічна полікарбонова кислота містить щонайменше дві карбоксильні групи, переважно не більше 300 карбоксильних груп, сприятливо не більше 70 і ще краще максимум 15.

8. Композиція за п. 7, яка відрізняється тим, що середньочислова молекулярна маса органічної полікарбонової кислоти менше або дорівнює 50000, переважно менше або дорівнює 10000 і сприятливо менше або дорівнює 5000.

9. Композиція за одним з пп. 6-8, яка відрізняється тим, що органічна полікарбонова кислота вибрана з неполімерних ациклічних органічних полікарбонових кислот, розгалужених або ні, насичених або ненасичених, з циклічних кислот і ароматичних кислот.

10. Композиція за п. 9, яка відрізняється тим, що органічна полікарбонова кислота вибрана з дикарбонових кислот, зокрема щавлевої кислоти, малонової кислоти, бурштинової кислоти, глутарової кислоти, адипінової кислоти, пімелінової кислоти, пробкової кислоти, азелаїнової кислоти, себацинової кислоти, яблучної кислоти, винної кислоти, тартронової кислоти, аспарагінової кислоти, глутамінової кислоти, фумарової кислоти, ітаконової кислоти, малеїнової кислоти, травматинової кислоти, камфорної кислоти, фталевої кислоти і її похідних, зокрема, таких, що містять щонайменше один атом бору або хлору, тетрагідрофталевої кислоти і її похідних, зокрема, таких, що містять щонайменше один атом хлору, ізофталевої кислоти, терефталевої кислоти, мезаконової кислоти і цитраконової кислоти, з трикарбонових кислот, зокрема лимонної кислоти, трикарбалілової кислоти, 1,2,4-бутантрикарбонової кислоти, аконітової кислоти, гемімелітової кислоти, тримелітової кислоти і тримезинової кислоти, і з тетракарбонових кислот, зокрема 1,2,3,4-бутантетракарбонової кислоти і піромелітової кислоти.

11. Композиція за одним з пп. 6-8, яка відрізняється тим, що органічна полікарбонова кислота вибрана з полімерних органічних полікарбонових кислот, зокрема гомополімерів ненасиченої карбонової кислоти і співполімерів щонайменше однієї ненасиченої карбонової кислоти і щонайменше одного вінілового мономера.

12. Композиція за п. 11, яка відрізняється тим, що ненасичена карбонова кислота є (мет)акриловою кислотою, кротоновою кислотою, ізокротоновою кислотою, малеїновою кислотою, коричною кислотою, 2-метилмалеїновою кислотою, фумаровою кислотою, ітаконовою кислотою, 2-метилітаконовою кислотою, a,b-метиленглутаровою кислотою і складними моноефірами ненасичених дикарбонових кислот, а вініловий мономер є стиролом, незаміщеним або заміщеним алкільною, гідроксильною або сульфонільною групами або атомом галогену, (мет)акрилонітрилом, (мет)акриламідом, незаміщеним або заміщеним С1-С10алкільними групами, алкіл(мет)акрилатами, гліцидил(мет)акрплатами, бутадієном і складним вініловим ефіром.

13. Композиція за п. 6, яка відрізняється тим, що ангідрид є малеїновим ангідридом, бурштиновим ангідридом або фталевим ангідридом.

14. Композиція за п. 6, яка відрізняється тим, що поліальдегід є неполімерним діальдегідом, зокрема гліоксалем, глутаровим альдегідом, 1,6-гександіалем або 1,4-терефталевим діальдегідом.

15. Композиція за п. 14, яка відрізняється тим, що альдегідні групи поліальдегіду блоковані сечовиною або циклосечовинами.

16. Композиція за одним з пп. 1-15, яка відрізняється тим, що гідровані цукри становлять від 10 до 90 % від маси суміші, яка складається з гідрованих цукрів і поліфункціонального зшиваючого агента, переважно щонайменше 20 %, зокрема від 20 до 85 % і сприятливо щонайменше 30 %, зокрема від 30 до 80 %.

17. Композиція за одним з пп. 1-16, яка відрізняється тим, що вона містить, крім того, каталізатор, вибраний із кислот і основ Льюїса, фосфоровмісних сполук і сполук, які містять фтор і бор.

18. Композиція за п. 17, яка відрізняється тим, що каталізатор становить до 20 % від маси гідрованих цукрів і поліфункціонального зшиваючого агента, переважно до 10 % і сприятливо щонайменше 1 %.

19. Композиція за одним з пп. 1-17, яка відрізняється тим, що вона містить, крім того, вказані нижче добавки в наступних пропорціях, розрахованих на 100 масових частин гідрованих цукрів і поліфункціонального зшиваючого агента:

0-2 частини силану, зокрема аміносилану,

0-20 частин масла, переважно 4-15 частин,

0-5 частин гідрофобного агента, зокрема силікону,

0-20 частин поліолу, який відрізняється від гідрованих цукрів,

0-30 частин сечовини, переважно 0-20 частин,

0-30 частин "присадки", вибраної з похідних лігніну, таких як лігносульфонат амонію (LSA) або лігносульфонат натрію, і рослинних або тваринних білків.

20. Тепло- і/або звукоізоляційний продукт на основі мінеральної вати, зокрема скловати або кам'яної вати, проклеєних за допомогою проклеювальної композиції за одним з пп. 1-19.

21. Вуаль із мінеральних волокон, зокрема зі скловолокон або кам'яних волокон, проклеєних за допомогою проклеювальної композиції за одним з пп. 1-19.

Текст

Дивитися

Реферат: Винахід стосується проклеювальної композиції для ізоляційних продуктів на основі мінеральної вати, зокрема кам'яної вати або скловати, яка відповідно до винаходу містить суміш гідрованих цукрів, яка включає щонайменше 25 мас. % мальтиту, з розрахунку на суху масу гідрованих цукрів, і щонайменше один поліфункціональний зшиваючий агент. Об'єктом винаходу є також одержані таким способом ізоляційні продукти на основі мінеральних волокон. UA 110847 C2 (12) UA 110847 C2 UA 110847 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Опис Даний винахід стосується галузі тепло- і/або звукоізоляційних продуктів на основі мінеральної вати, зокрема, скловати або кам'яної вати, і органічного зв'язуючого, яке не містить формальдегіду. Зокрема, винахід стосується проклеювальної композиції, здатної до термічного зшивання, щоб одержати вказане органічне зв'язуюче, яке містить мальтит і щонайменше один поліфункціональний зшиваючий агент, винахід стосується також ізоляційних продуктів, які одержуються в результаті. Одержання ізоляційних продуктів на основі мінеральної вати включає звичайно етап одержання самої вати, який може здійснюватися різними способами, наприклад, згідно з відомим методом одержання волокон внутрішнім або зовнішнім центрифугуванням. Внутрішнє центрифугування полягає у введенні розплавленого мінерального матеріалу (скла або породи) у відцентровий пристрій, який містить множину маленьких отворів, матеріал викидається до бічної стінки пристрою під дією відцентрової сили і виходить із нього у вигляді філаментів. На виході відцентрового пристрою філаменти витягуються і захоплюються в приймач потоком газу, що має підвищені температуру і швидкість, щоб утворити полотно волокон (або мінеральну вату). Що стосується зовнішнього центрифугування, воно полягає у виливанні розплавленого матеріалу на зовнішню периферійну поверхню обертових механізмів, які називаються роторами, звідки розплав викидається під дією відцентрової сили. Також передбачені пристрої витягування газовим потоком і збирання на приймачі. Для забезпечення з'єднання волокон одне з одним і забезпечення когезійних властивостей полотна на волокна на шляху від виходу відцентрового пристрою до приймача наносять проклеювальну композицію, яка містить термореактивну смолу. Ваточне полотно, покрите проклеювальною композицією, піддають термообробці, звичайно при температурі вище 100 °C, щоб здійснити поліконденсацію смоли і одержати в результаті тепло- і/або звукоізоляційний продукт з особливими властивостями, зокрема, зі стабільністю розмірів, міцністю на розрив, відновленням товщини після стиснення і однорідним забарвленням. Проклеювальна композиція для нанесення на мінеральну вату звичайно знаходиться в формі водного розчину, що містить термореактивну смолу і добавки, такі, як каталізатор зшивання смоли, силан (промотор адгезії), протипилове мінеральне масло і т. п. Проклеювальну композицію найчастіше наносять на волокна розпиленням. Властивості проклеювальної композиції залежать у великому ступені від характеристик смоли. З точки зору нанесення необхідно, щоб проклеювальна композиція мала хорошу здатність до розпилювання і могла осідати на поверхню волокон, щоб ефективно їх зв'язувати. Смола повинна бути стабільною протягом певного періоду часу до її застосування для одержання проклеювальної композиції, яку готують звичайно в момент застосування шляхом змішування смоли і згаданих вище добавок. У законодавчому плані необхідно, щоб смолу можна було вважати незабруднювальною, тобто, щоб вона містила (і щоб вона не утворювала на етапі проклеювання або пізніше) якомога менше сполук, які можуть завдати шкодити здоров'ю людини або навколишньому середовищу. Найбільш широко застосовуваними термореактивними смолами є фенольні смоли, які належать до сімейства резолів. Нарівні з їх хорошою здатністю до зшивання у вищезгаданих температурних умовах, ці смоли розчинні у воді, мають хорошу спорідненість до мінеральних волокон, зокрема, скляних, і відносно недорогі. Ці резоли одержують конденсацією фенолу і формальдегіду в присутності основного каталізатора, в мольному відношенні формальдегід/фенол більше 1, щоб полегшити реакцію між фенолом і формальдегідом і знизити частку залишкового фенолу в смолі. Реакція конденсації між фенолом і формальдегідом проводиться з обмеженням ступеню конденсації мономерів, щоб запобігти утворенню довгих погано розчинних у воді ланцюгів, які знижують розріджуваність. Як наслідок, смола містить деяку частку мономеру, який не прореагував, зокрема, формальдегіду, присутність якого небажана через його доведені побічні ефекти. З цієї причини смоли на основі резолу звичайно обробляють сечовиною, яка реагує з вільним формальдегідом, зв'язуючи його у вигляді нелетких сечовино-формальдегідних конденсатів. Наявність сечовини в смолі дає, крім того, певну економічну вигоду завдяки її низькій вартості, оскільки можна ввести відносно велику кількість сечовини, не впливаючи на робочі характеристики смоли, зокрема, не погіршуючи механічні властивості кінцевого продукту, що помітно знижує повну вартість смоли. Однак спостерігалося, що в температурних умовах, яким піддають ваточне полотно, щоб одержати зшивання смоли, сечовино-формальдегідні конденсати нестабільні, вони 1 UA 110847 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 розкладаються, даючи знову формальдегід і сечовину (яка, своєю чергою, щонайменше частково розкладається на аміак), які виділяються в атмосферу заводу. Оскільки законодавство в галузі охорони навколишнього середовища стає все жорсткішим, це примушує виробників ізоляційних продуктів шукати рішення, що дозволяють ще більше знизити рівень небажаних виділень, зокрема, формальдегіду. Рішення із заміни резолів у проклеювальних композиціях відомі, вони основані на застосуванні полімеру карбонової кислоти, зокрема, акрилової кислоти. У патенті US 5340868 проклеювальна композиція містить полікарбоновий полімер, βгідроксиламід і мономерну карбонову кислоту щонайменше трифункціональну. Пропонувалися проклеювальні композиції, які містять полікарбоновий полімер, поліол і каталізатор, причому вказаний каталізатор містив фосфор (US 5318990, US 5661213, US 6331350, US 2003/0008978), фторборат (US 5977232) або ж ціанамід, диціанамід або ціаногуанідин (US 5932689). Були описані також проклеювальні композиції, які містять алканоламін, що має щонайменше дві гідроксильні групи, і полікарбоновий полімер (US 6071994, US 6099773, US 6146746), в поєднанні зі співполімеромом (US 6299936). У документі US 2002/0091185 полікарбоновий полімер і поліол використовуються в таких кількостях, що відношення числа еквівалентів груп OH до числа еквівалентів груп COOH становить від 0,6/1 до 0,8/1. У US 2002/0188055 проклеювальна композиція містить полікарбоновий полімер, поліол і катіонний, амфотерний або неіонний ПАР. У US 2004/0002567 проклеювальна композиція містить полікарбоновий полімер, поліол і зв'язуюче силанового типу. У US 2005/0215153 описана проклеювальна композиція, утворена з попередника зв'язуючого, яке містить полімер карбонової кислоти і поліол, і декстрину як співзв'язуюче. У документі WO 2006/120523 описана проклеювальна композиція, яка містить (a) полівініловий спирт, (b) поліфункціональний зшиваючий агент, вибраний із неполімерних багатоосновних кислот або з солей, ангідридів або неполімерного поліальдегіду, і (с) (факультативно) каталізатор, причому вагове відношення (a):(b) лежить в інтервалі від 95:5 до 35:65, і pH більше або дорівнює 1,25. З WO 2008/053332 відома проклеювальна композиція, яка містить продукт приєднання (a) цукрового полімеру і (b) поліфункціонального зшиваючого агента, вибраного з мономерних багатоосновних кислот або їх солей і ангідридів, який одержують в таких умовах, щоб вагове відношення компонентів (a):(b) становило від 95:5 до 35:65. З WO 2010/029266 відома також проклеювальна композиція, яка містить щонайменше один гідрований цукор і поліфункціональний зшиваючий агент. Однією з цілей даного винаходу є поліпшення таких проклеювальних композицій і продуктів, одержаних із цими композиціями. Іншою метою є надати проклеювальну композицію, яка поєднує хороші характеристики з точки зору межі міцності на розтягування і відновлення товщини. Іншою метою є надати проклеювальну композицію, яка дозволить одержувати ізоляційні продукти білого кольору. Для досягнення цих цілей даний винахід оснований на виборі суміші гідрованих цукрів, яка містить щонайменше 25 ваг. % мальтиту, з розрахунку на суху вагу гідрованих цукрів. У зв'язку з цим об'єктом винаходу є проклеювальна композиція, зокрема, для ізоляційних продуктів на основі мінеральної вати, зокрема, скловати або кам'яної вати, яка містить: - суміш гідрованих цукрів, яка містить щонайменше 25 ваг. % мальтиту, з розрахунку на суху вагу гідрованих цукрів, і - щонайменше один поліфункціональний зшиваючий агент. Переважно, суміш гідрованих цукрів складається в основному (більше, ніж на 50 ваг. %) з мальтиту, з розрахунку на суху вагу гідрованих цукрів, сприятливо більше, ніж на 85 ваг. %. Під "гідрованим цукром" тут розуміються всі продукти, одержані в результаті відновлення, неважливо яким способом, цукру, вибраного з моносахаридів, олігосахаридів і лінійних, циклічних або розгалужених полісахаридів, і суміші цих продуктів, зокрема, гідролізати крохмалю. Гідролізати крохмалю згідно з винаходом одержані відомим способом, наприклад, ферментативним і/або кислотним гідролізом. Ступінь гідролізу крохмалю звичайно характеризують за еквівалентом декстрози, який англійською називається також "DextroseEquivalent" (DE), що визначається з наступного співвідношення: 2 UA 110847 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55   кількість розірваних глікозидни х зв' язків DE  100    кількість глікозидни х зв' язків у вихідному крохмалі     DE гідролізатів крохмалю змінюється залежно від використаного типу гідролізу (наприклад, типу ферменту(ів)) і ступеню гідролізу: розподіл продуктів з різними ступенями полімеризації може варіюватися в широких межах. Переважні гідролізати крохмалю мають DE від 5 до 99, переважно від 10 до 80. Гідрування цукрів можна здійснити відомими способами, які проводяться в умовах підвищеного тиску водню і підвищеної температури, в присутності каталізатора, вибраного з елементів груп IB, IIB, IVB, VI, VII і VIII періодичної системи, переважно з групи, що містить нікель, платину, паладій, кобальт, молібден і їх суміші. Переважним каталізатором є нікель Ренея. Гідрування перетворює цукор або суміш цукрів (гідролізат крохмалю) у відповідні поліоли. Хоча це і не переважно, гідрування можна провести за відсутності каталізатора гідрування, в присутності іншого джерела водню, ніж водневмісний газ, наприклад, у присутності боргідриду лужного металу, як боргідрид натрію. Як приклади гідрованих цукрів можна назвати еритрит, арабітол, ксиліт, сорбіт, маніт, ідит, ізомальтит, лактит, целобіт, палатиніт, мальтотритол і продукти гідрування гідролізатів крохмалю. Переважно використовувати продукти гідрування гідролізатів крохмалю. Суміш гідрованих цукрів згідно з винаходом може включати відновлювальний цукор у низькому вмісті, що не перевищує 5 ваг. % (у розрахунку на сухі речовини), переважно 1 % і ще краще 0,5 %. В одному варіанті винаходу суміш гідрованих цукрів включає в себе не більше 11 ваг. % сорбіту, з розрахунку на суху вагу гідрованих цукрів, переважно не більше 9 %, сприятливо не більше 8 %, ще краще не більше 6 % і особливо переважно не більше 4 %. Поліфункціональний зшиваючий агент здатний вступати в реакцію з гідроксильними групами гідрованих цукрів під дією тепла, утворюючи складноефірні зв'язки, які ведуть до утворення полімерної сітки в кінцевому зв'язуючому. Вказана полімерна сітка дозволяє встановити зв'язки на рівні точок стику волокон у мінеральній ваті. Поліфункціональний зшиваючий агент вибраний з органічних полікарбонових кислот або солей цих кислот, ангідридів і поліальдегідів. Під "органічною полікарбоновою кислотою" розуміється органічна кислота, що містить щонайменше дві карбоксильні групи, переважно не більше 300, сприятливо не більше 70 і, ще краще, максимум 15 карбоксильних груп. Органічна полікарбонова кислота може бути полімерною або неполімерною кислотою; вона має середньочислову молекулярну масу звичайно менше або таку, яка дорівнює 50000, переважно менше або таку, яка дорівнює 10000 і сприятливо менше або таку, яка дорівнює 5000. Неполімерна органічна полікарбонова кислота є ациклічною кислотою, розгалуженою чи ні, насиченою або ненасиченою, циклічною кислотою або ароматичною кислотою. Неполімерна органічна полікарбонова кислота може бути дикарбоновою кислотою, як, наприклад, щавлева кислота, малонова кислота, бурштинова кислота, глутарова кислота, адипінова кислота, пімелінова кислота, пробкова кислота, азелаїнова кислота, себацинова кислота, яблучна кислота, винна кислота, тартронова кислота, аспарагінова кислота, глутамінова кислота, фумарова кислота, ітаконова кислота, малеїнова кислота, травматинова кислота, камфорна кислота, фталева кислота і її похідні, зокрема, ті, що містять щонайменше один атом бору або хлору, тетрагідрофталева кислота і її похідні, зокрема, які містять щонайменше один атом хлору, як хлорендикова кислота, ізофталева кислота, терефталева кислота, мезаконова кислота і цитраконова кислота; трикарбоновою кислотою, як, наприклад, лимонна кислота, трикарбалілова кислота, 1,2,4-бутантрикарбонова кислота, аконітова кислота, гемімелітова кислота, тримелітова кислота і тримезинова кислота; тетракарбоновою кислотою, як, наприклад, 1,2,3,4-бутантетракарбонова кислота і піромелітова кислота. Переважна лимонна кислота. Як приклад полімерної органічної полікарбонової кислоти можна назвати гомополімери ненасиченої карбонової кислоти, такий, як (мет)акрилова кислота, кротонова кислота, ізокротонова кислота, малеїнова кислота, корична кислота, 2-метилмалеїнова кислота, фумарова кислота, ітаконова кислота, 2-метилітаконова кислота, α,β-метиленглутарова кислота (або пент-2-ендіова кислота) і ненасичені складні моноефіри дикарбонових кислот, такі, як C 1C10 алкілмалеати і -фумарати, і співполімери щонайменше однієї вищезгаданої ненасиченої карбонової кислоти і щонайменше одного вінілового мономера, такого, як стирол, незаміщений або заміщений алкільною, гідроксильною або сульфонільною групами або атомом галогену, 3 UA 110847 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (мет)акрилонітрил, (мет)акриламід, незаміщений або заміщений C 1-C10 алкільними групами, алкіл(мет)акрилати, зокрема, метил(мет)акрилат, етил(мет)акрилат, н-бутил(мет)акрилат і ізобутил(мет)акрилат, гліцидил(мет)акрилат, бутадієн і вініловий ефір, зокрема вінілацетат. Переважно, проклеювальна композиція містить щонайменше одну неполімерну органічну полікарбонову кислоту, середньочислова молекулярна маса якої менша або дорівнює 1000, переважно менша або дорівнює 750 і сприятливо менша або дорівнює 500, можливо в суміші з щонайменше однією полімерною органічною кислотою. Поліфункціональний зшиваючий агент може бути ангідридом, зокрема, малеїновим ангідридом, гурштиновим ангідридом або фталевим ангідридом. Однак додавання ангідриду в проклеювальну композицію сильно знижує pH, що викликає проблеми з корозією обладнання в лінії виробництва і гідролізу гідрованих цукрів. Введення основи дозволяє довести pH проклеювальної композиції до задовільного значення, щоб уникнути цих проблем. Витрати, пов'язані з додатковим додаванням основи, роблять використання ангідриду непереважним. Поліфункціональний зшиваючий агент може також бути поліальдегідом. Під "поліальдегідом" розуміється альдегід, що містить щонайменше дві альдегідні групи. Переважно, поліальдегід є неполімерним діальдегідом, як, наприклад, гліоксаль, глутаровий альдегід, 1,6-гександіаль або 1,4-терефталевий діальдегід. Поліальдегіди мають дуже високу хімічну активність відносно гідроксильних груп гідрованих цукрів, а також взагалі гідроксильних груп, що може бути невигідно, зокрема, зменшенням стабільності і/або передчасним желатинуванням проклеювальної композиції до проведення термічного зшивання. Щоб уникнути цих недоліків, альдегідні групи поліальдегіду переважно блокують, щоб перешкодити реакції з компонентами, які є в проклеювальній композиції, до введення мінеральної вати в сушильну піч. Як приклад агента, який дозволяє блокувати альдегідні групи, можна назвати сечовину і циклосечовини. У проклеювальній композиції гідровані цукри становлять від 10 до 90 % від ваги суміші, яка складається з гідрованих цукрів і поліфункціонального зшиваючого агента, переважно більше 20 %, зокрема, від 20 до 85 % і ще краще від 30 до 80 %. Крім того, проклеювальна композиція може містити каталізатор, кислотний або основний, функцією якого є, зокрема, регулювання температури початку зшивання. Каталізатор може бути вибраний з основ і кислот Льюїса, таких, як глини, оксид кремнію, колоїдний або ні, органічні аміни, четвертинні аміни, оксиди металів, сульфати металів, хлориди металів, сульфати сечовини, хлориди сечовини, і з каталізаторів на основі силікатів. Каталізатор може бути також сполукою, яка містить фосфор, наприклад, гіпофосфітна сіль лужного металу, фосфіт лужного металу, поліфосфат лужного металу, гідрофосфат лужного металу, фосфорна кислота або алкілфосфорна кислота. Переважно лужний метал є натрієм або калієм. Каталізатор може також бути сполукою, яка містить фтор і бор, як, наприклад, тетрафторборна кислота або сіль цієї кислоти, зокрема, тетрафторборат лужного металу, такого, як натрій або калій, тетрафторборат лужноземельного металу, такого, як кальцій або магній, тетрафторборат цинку і тетрафторборат амонію. Переважно каталізатор є гіпофосфітом натрію, фосфітом натрію і сумішами цих сполук. Кількість каталізатора, який вводиться в проклеювальну композицію, може становити до 20 % від ваги гідрованих цукрів і поліфункціонального зшиваючого агента, переважно до 10 %, сприятливо вона більша або дорівнює 1 %. Проклеювальна композиція згідно з винаходом може містити, крім того, звичайні добавки, вказані нижче, в наступних пропорціях, розрахованих на 100 вагових частин гідрованих цукрів і поліфункціонального зшиваючого агента: - 0-2 частини силану, зокрема, аміносилану, - 0-20 частин масла, переважно4-15 частин, - 0-5 частин гідрофобного агента, зокрема, силікону, - 0-20 частин поліолу, який відрізняється від гідрованих цукрів, - 0-30 частин сечовини, переважно 0-20 частин, - 0-30 частин "присадки", вибраної з похідних лігніну, таких, як лігносульфонат амонію (LSA) або лігносульфонат натрію, і рослинних або тваринних білків. Роль добавок відома, нагадаємо стисло: силан є зв'язувальним агентом між волокнами і зв'язуючим і грає також роль засобу від старіння; масла є протипиловими агентами і гідрофобізаторами, сечовина грає роль пластифікатора і дозволяє, крім того, встановлювати час желатинування проклеювальної композиції, щоб уникнути проблем із передчасним желатинуванням; присадка є органічним наповнювачем, розчинним або диспергованим у проклеювальній композиції, яка дозволяє, зокрема, знизити вартість композиції. 4 UA 110847 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Поліол, доданий як добавка, обов'язково відрізняється від гідрованих цукрів, зокрема, виключені поліоли, що мають вигляд полімерів, які містять несахаридні ланки, такі, як полімери і співполімери вінілового спирту. Приготування проклеювальної композиції здійснюється простим змішуванням вищезгаданих компонентів. Одержана проклеювальна композиція має кислий pH, близько від 1 до 4, який переважно підтримується на значенні, більшому або такому, яке дорівнює 1,5, сприятливо більшому або такому, що дорівнює 3, щоб обмежити проблеми корозії в лінії з виробництва ізоляційних продуктів на основі мінеральної вати. Коректування pH може проводитися шляхом додавання основи в проклеювальну композицію, зокрема, азотовмісної основи, такої, як триетаноламін або гідроксид амонію, або гідроксиду натрію або калію. Якщо поліфункціональний зшиваючий агент є неполімерною полікислотою, може бути вигідним піддати проклеювальну композицію термообробці, щоб привести в реакцію частину гідрованих цукрів із вказаною полікислотою. Завдяки цій термообробці вміст вільних низькомолекулярних полікислот у проклеювальній композиції знижується, в результаті чого знижуються виділення газів, що утворюються при зшиванні проклеювальної композиції в печі. Термічна обробка проводиться при температурі, яка може становити від 40 до 130 °C. Проклеювальна композиція призначена для нанесення на мінеральні волокна, зокрема, скловолокна або кам'яні волокна. Класично проклеювальну композицію наносять на мінеральні волокна на виході відцентрового пристрою і до їх збирання на приймачі у вигляді полотна волокон, який потім обробляють при температурі, що дозволяє зшивання проклеювальної композиції і утворення неплавкого зв'язуючого. Зшивання проклеювальної композиції згідно з винаходом проводиться при температурі, порівнянної з температурою зшивання класичної фенолформальдегідної смоли, тобто при температурі більшій або такій, яка дорівнює 110 °C, переважно більшій або такій, яка дорівнює 130° і сприятливо більшій або такій, яка дорівнює 140 °C. Звуко- і/або теплоізоляційні продукти, одержані з цих проклеєних волокон, також є об'єктом даного винаходу. Ці продукти знаходяться звичайно у вигляді матів або повсті мінеральної вати зі скловолокна або кам'яних волокон, або ж у вигляді вуалі мінеральних волокон, також зі скла або породи, призначеної, зокрема, для одержання покриття поверхні вказаної мати або вказаної повсті. Ці продукти мають білий колір, що особливо переважно. Крім того, ізоляційні продукти мають високу стійкість до розмноження мікроорганізмів, зокрема, плісняви, що пояснюється нездатністю гідрованих цукрів до бродіння. Наступні приклади дозволяють проілюструвати винахід, але не обмежують його. У цих прикладах проводяться наступні вимірювання: на проклеювальній композиції - температуру початку зшивання (TR) вимірюють методом динамомеханічного аналізу (Dynamic Mechanical Analysis, DMA), який дозволяє охарактеризувати в'язко-пружні властивості полімерного матеріалу. Діють таким чином: зразок ватманського паперу просочують проклеювальною композицією (вміст твердих органічних речовин близько 40 %), потім закріплюють горизонтально між двома затискними губками. Коливальний елемент, забезпечений пристроєм вимірювання напруги залежно від прикладеної деформації, вміщують на верхній поверхні зразка. Пристрій дозволяє розрахувати модуль пружності E'. Зразок нагрівають до температури, що варіюється від 20 до 250 °C, зі швидкістю 4 °C/хв. З цих вимірювань встановлюють криву зміни модуля пружності E' (в МПа) залежно від температури (в°С), загальний хід якої наведений на фігурі 1. Із кривої визначають значення, які відповідають температурі початку зшивання (TR), в°С. - в'язкість, виражену в мПа·с, вимірюють при 25 °C за допомогою реометра ротаційного типу -1 площина-площина при напрузі зсуву 100 с . Зразок має вміст твердих речовин 40 ваг. %. на ізоляційному продукті - межу міцності при розтягуванні вимірюють згідно з нормою ASTM С 686-71T на зразку, вирізаному штампуванням з ізоляційного продукту. Зразок має форму тора довжиною 122 мм, шириною 46 мм, радіусом кривизни розрізу по зовнішньому краю, який дорівнює 38 мм, і радіусом кривизни розрізу по внутрішньому краю, що дорівнює 12,5 мм. Зразок вміщують між двома циліндричними патронами машини для випробувань, один з яких є рухомим і зміщується з постійною швидкістю. Вимірюють зусилля розриву зразка F (в ньютонах) і розраховують межу міцності при розтягуванні R T, визначену як відношення розривного зусилля F до маси зразка. 5 UA 110847 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Межу міцності при розтягуванні вимірюють після виготовлення (вихідна межа міцності при розтягуванні) і після прискореного старіння в автоклаві при температурі 105 °C і 100 %-ній відносній вологості протягом 15 хвилин (RT 15). - вимірюють початкову товщину ізоляційного продукту і товщину через 24 години, 12 днів, 1 місяць і 3 місяці після стиснення при ступені стиснення (визначеному як відношення номінальної товщини до товщини при стисненні), що дорівнює 8/1. Вимірювання товщини дозволяють оцінити хорошу стабільність розмірів продукту. 2 - поглинання води, яке виражається в кілограмах поглиненої води на м ізоляційного продукту, вимірюють в умовах норми EN 1609. Ізоляційні продукти, що мають водопоглинання 2 менше 1 кг/м , вважаються такими, які мають низьке поглинання води в короткостроковій перспективі (24 години), вони стосуються класу WS, згідно з сертифікацією ACERMI. Приклади 1-6 Готують проклеювальні композиції, що включають компоненти, вказані в таблиці 1, їх вміст виражений у вагових процентах. Проклеювальні композиції готують, вводячи послідовно в посудину гідровані цукри, лимонну кислоту і гіпофосфіт натрію (каталізатор) при інтенсивному перемішуванні до повного розчинення компонентів. Властивості проклеювальних композицій, наведені в таблиці 1, оцінюють порівняно з класичною проклеювальною композицією, що містить фенолформальдегідну смолу і сечовину (еталон), одержаною згідно з документом WO 01/96254 A1 (приклад 2, дослід 1), з одного боку, і з композицією, в якій суміш гідрованих цукрів містить 12 % мальтиту, 12 % сорбіту та 76 % інших ® гідрованих цукрів (Polysorb 70/12 виробництва ROQUETTE). Проклеювальні композиції за прикладами 2-5 мають нижчу температуру початку зшивання (TR), ніж еталон і порівняльні приклади 1 і 6. Композиції за прикладами 1-6, а також фенолформальдегідна смола (еталон) використовуються для одержання ізоляційних продуктів на основі скловати. Скловату одержують методом внутрішнього центрифугування, при якому розплавлений скляний склад перетворюють у волокна за допомогою пристрою, який називається диском центрифуги, що містить барабан, який утворює камеру для прийому розплавленого складу, і бічну поверхню, в якій зроблена множина отворів: диск приводиться в обертання навколо своєї осі симетрії, розташованої вертикально, склад викидається через отвори під дією відцентрової сили, і речовина, яка виходить з отворів, витягується у волокна за допомогою витягуючого газового потоку. Класично розпилювальне кільце для розпилення проклеювальної композиції знаходиться під волокноутворювальним диском, щоб регулярно розподіляти проклеювальну композицію по утвореній скловаті. Проклеєну таким чином мінеральну вату збирають на стрічковому конвеєрі, обладнаному внутрішніми всмоктувальними камерами, які утримують мінеральну вату у вигляді повсті або полотна на поверхні конвеєра. Потім конвеєр рухається в піч, що підтримується при 290 °C, де компоненти проклеювальної композиції полімеризуються, утворюючи зв'язуюче. Одержаний 3 ізоляційний продукт має номінальну густину, яка дорівнює 10,6 кг/м , номінальну товщину приблизно 80 мм і втрати при прожарюванні близько 5 %. Властивості ізоляційних продуктів наведені в таблиці 2. Ізоляційні продукти, одержані з проклеювальними композиціями за прикладами 2-5, мають кращі властивості, ніж еталонний продукт і порівняльний приклад 6 відносно межі міцності при розтягуванні перед старінням, і мають краще відновлення товщини після стиснення протягом 12 годин, 1 місяця і 3 місяців, ніж у порівняльного прикладу 6. Ці властивості близькі до властивостей для порівняльного прикладу 1, що містить тільки мальтит. Продукти згідно з винаходом єжорсткішими після 1 місяця стиснення. Приклади 7-10 Готують ізоляційні продукти на основі скловати в тих же умовах, що і для прикладів 1-6, але модифікованих тим, що використовуються проклеювальні композиції, вказані в таблиці 3. Встановлено, що поглинання води продуктом за прикладом 7 на 26,9 % менше, ніж у продукту, який містить тільки мальтит (порівняльний приклад 8). Присутність силікону як гідрофобного агента в продукті за прикладом 9 дозволяє значно знизити водопоглинання порівняно з прикладом 7 (зниження на 84 %). Це водопоглинання знижене вдвічі порівняно з продуктом за порівняльним прикладом 10, який містить тільки мальтит. 6 UA 110847 C2 Таблиця 1 Приклад Проклеювальна композиція ® Polysorb 70/12 ® Maltilite Р 200 ® Maltilite 5575 ® Maltilite 7575 Лимонна кислота Гіпофосфіт натрію Властивості Т-ра початку зшивання, TR (°С) (1) В'язкість при 25 °C (мПа•с) 1 (порівн.) 2 3 4 5 6 (порівн.) Еталон 44 56 5 48 52 5 41 59 5 47 53 5 40 60 5 58 42 5 144 н. д. 137 4,2 135 н. д. 132 4,9 132 н. д. 155 6,0 144 6,0 ® Maltilite Р 200 виробництва TEREOS: кристалізований D-мальтит. ® Maltilite 5575 виробництва TEREOS: сироп мальтиту з 75 % сухих речовин, який містить 55 % мальтиту. ® Maltilite 7575 виробництва TEREOS: сироп мальтиту з 75 % сухих речовин, який містить 75 % мальтиту. (1) розчин із вмістом сухих речовин 40 %. н.д.: немає даних. Таблиця 2 Приклад Властивості Міцність на розтягування (Н) Початкова Після старіння (RT15) Товщина (мм) Через 24 години Через 12 днів Через 1 місяць Через 3 місяці 1 (порівн.) 2 3 4 5 6 (порівн.) Еталон 3,2 1,9 3,0 1,7 3,1 2,1 2,9 1,9 3,0 1,9 2,4 1,8 2,6 2,4 142 132 133 130 138 127 129 126 142 134 140 н. д. 137 129 132 128 139 128 130 127 139 118 126 119 149 141 144 141 н. д.: немає даних. Таблиця 3 Приклад 7 10 (порівн.) 48 52 5 1 8 48 52 5 1 8 1 48 52 5 1 8 1 5,7 ® 9 48 52 5 1 8 Проклеювальна композиція ® Maltilite Р 200 ® Maltilite 5575 Лимонна кислота Гіпофосфіт натрію γ-амінопропілтриетоксисилан Мінеральне масло Силікон Властивості 2 Водопоглинання (кг/м ) 8 (порівн.) 7,8 0,9 1,8 Maltilite Р 200 виробництва TEREOS: кристалізований D-мальтит. ® Maltilite 5575 виробництва TEREOS: сироп мальтиту з 75 % сухих речовин, які містять 55 % мальтиту. 5 7 UA 110847 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Проклеювальна композиція для ізоляційних продуктів на основі мінеральної вати, зокрема кам'яної вати або скловати, яка відрізняється тим, що вона містить: суміш гідрованих цукрів, яка містить щонайменше 25 мас. % мальтиту, з розрахунку на суху масу гідрованих цукрів, і щонайменше один поліфункціональний зшиваючий агент. 2. Композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що гідровані цукри вибрані з моносахаридів, олігосахаридів і лінійних, циклічних або розгалужених полісахаридів. 3. Композиція за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що гідровані цукри являють собою еритрит, арабітол, ксиліт, сорбіт, маніт, ідит, ізомальтит, лактит, целобіт, палатиніт, мальтотритол і продукти гідрування гідролізатів крохмалю. 4. Композиція за п. 3, яка відрізняється тим, що гідровані цукри є продуктом гідрування гідролізатів крохмалю. 5. Композиція за одним з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що гідровані цукри містять відновлювальні цукри в частці, що не перевищує 5 мас. % (з розрахунку сухих речовин), переважно 1 % і ще краще 0,5 %. 6. Композиція за одним з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що поліфункціональний зшиваючий агент вибраний з органічних полікарбонових кислот або солей цих кислот, ангідридів і поліальдегідів. 7. Композиція за п. 6, яка відрізняється тим, що органічна полікарбонова кислота містить щонайменше дві карбоксильні групи, переважно не більше 300 карбоксильних груп, сприятливо не більше 70 і ще краще максимум 15. 8. Композиція за п. 7, яка відрізняється тим, що середньочислова молекулярна маса органічної полікарбонової кислоти менше або дорівнює 50000, переважно менше або дорівнює 10000 і сприятливо менше або дорівнює 5000. 9. Композиція за одним з пп. 6-8, яка відрізняється тим, що органічна полікарбонова кислота вибрана з неполімерних ациклічних органічних полікарбонових кислот, розгалужених або ні, насичених або ненасичених, з циклічних кислот і ароматичних кислот. 10. Композиція за п. 9, яка відрізняється тим, що органічна полікарбонова кислота вибрана з дикарбонових кислот, зокрема щавлевої кислоти, малонової кислоти, бурштинової кислоти, глутарової кислоти, адипінової кислоти, пімелінової кислоти, пробкової кислоти, азелаїнової кислоти, себацинової кислоти, яблучної кислоти, винної кислоти, тартронової кислоти, аспарагінової кислоти, глутамінової кислоти, фумарової кислоти, ітаконової кислоти, малеїнової кислоти, травматинової кислоти, камфорної кислоти, фталевої кислоти і її похідних, зокрема, таких, що містять щонайменше один атом бору або хлору, тетрагідрофталевої кислоти і її похідних,зокрема, таких, що містять щонайменше один атом хлору, ізофталевої кислоти, терефталевої кислоти, мезаконової кислоти і цитраконової кислоти, з трикарбонових кислот, зокрема лимонної кислоти, трикарбалілової кислоти, 1,2,4-бутантрикарбонової кислоти, аконітової кислоти, гемімелітової кислоти, тримелітової кислоти і тримезинової кислоти, і з тетракарбонових кислот, зокрема 1,2,3,4-бутантетракарбонової кислоти і піромелітової кислоти. 11. Композиція за одним з пп. 6-8, яка відрізняється тим, що органічна полікарбонова кислота вибрана з полімерних органічних полікарбонових кислот, зокрема гомополімерів ненасиченої карбонової кислоти і співполімерів щонайменше однієї ненасиченої карбонової кислоти і щонайменше одного вінілового мономера. 12. Композиція за п. 11, яка відрізняється тим, що ненасичена карбонова кислота є (мет)акриловою кислотою, кротоновою кислотою, ізокротоновою кислотою, малеїновою кислотою, коричною кислотою, 2-метилмалеїновою кислотою, фумаровою кислотою, ітаконовою кислотою, 2-метилітаконовою кислотою, ,-метиленглутаровою кислотою і складними моноефірами ненасичених дикарбонових кислот, а вініловий мономер є стиролом, незаміщеним або заміщеним алкільною, гідроксильною або сульфонільною групами або атомом галогену, (мет)акрилонітрилом, (мет)акриламідом, незаміщеним або заміщеним С 1-С10алкільними групами, алкіл(мет)акрилатами, гліцидил(мет)акрплатами, бутадієном і складним вініловим ефіром. 13. Композиція за п. 6, яка відрізняється тим, що ангідрид є малеїновим ангідридом, бурштиновим ангідридом або фталевим ангідридом. 14. Композиція за п. 6, яка відрізняється тим, що поліальдегід є неполімерним діальдегідом, зокрема гліоксалем, глутаровим альдегідом, 1,6-гександіалем або 1,4-терефталевим діальдегідом. 8 UA 110847 C2 5 10 15 20 25 15. Композиція за п. 14, яка відрізняється тим, що альдегідні групи поліальдегіду блоковані сечовиною або циклосечовинами. 16. Композиція за одним з пп. 1-15, яка відрізняється тим, що гідровані цукри становлять від 10 до 90 % від маси суміші, яка складається з гідрованих цукрів і поліфункціонального зшиваючого агента, переважно щонайменше 20 %, зокрема від 20 до 85 % і сприятливо щонайменше 30 %, зокрема від 30 до 80 %. 17. Композиція за одним з пп. 1-16, яка відрізняється тим, що вона містить, крім того, каталізатор, вибраний із кислот і основ Льюїса, фосфоровмісних сполук і сполук, які містять фтор і бор. 18. Композиція за п. 17, яка відрізняється тим, що каталізатор становить до 20 % від маси гідрованих цукрів і поліфункціонального зшиваючого агента, переважно до 10 % і сприятливо щонайменше 1 %. 19. Композиція за одним з пп. 1-17, яка відрізняється тим, що вона містить, крім того, вказані нижче добавки в наступних пропорціях, розрахованих на 100 масових частин гідрованих цукрів і поліфункціонального зшиваючого агента: 0-2 частини силану, зокрема аміносилану, 0-20 частин масла, переважно 4-15 частин, 0-5 частин гідрофобного агента, зокрема силікону, 0-20 частин поліолу, який відрізняється від гідрованих цукрів, 0-30 частин сечовини, переважно 0-20 частин, 0-30 частин "присадки", вибраної з похідних лігніну, таких як лігносульфонат амонію (LSA) або лігносульфонат натрію, і рослинних або тваринних білків. 20. Тепло- і/або звукоізоляційний продукт на основі мінеральної вати, зокрема скловати або кам'яної вати, проклеєних за допомогою проклеювальної композиції за одним з пп. 1-19. 21. Вуаль із мінеральних волокон, зокрема зі скловолокон або кам'яних волокон, проклеєних за допомогою проклеювальної композиції за одним з пп. 1-19. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Sizing composition for mineral wool based on maltitol and insulating products obtained

Автори англійською

Jaffrennou, Boris, Obert, Edouard

Автори російською

Жаффренну Бори, Обэр Эдуар

МПК / Мітки

МПК: C09J 105/00, D06M 15/03, C03C 25/32

Мітки: вати, продукти, одержані, мальтиту, мінеральної, основі, ізоляційні, проклеювальна, композиція

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/11-110847-prokleyuvalna-kompoziciya-dlya-mineralno-vati-na-osnovi-maltitu-i-oderzhani-izolyacijjni-produkti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Проклеювальна композиція для мінеральної вати на основі мальтиту і одержані ізоляційні продукти</a>

Подібні патенти