Композиція для проклеювання мінеральної вати, що містить моносахарид і/або полісахарид і органічну полікарбонову кислоту, і одержані ізоляційні вироби

Номер патенту: 103014

Опубліковано: 10.09.2013

Автори: Дус Жером, Серугетті Домінік, Жаффренну Борі

Є ще 5 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Композиція для проклеювання ізоляційних виробів на основі мінеральної вати, яка відрізняється тим, що вона має в своєму складі:

- щонайменше один моносахарид і/або щонайменше один полісахарид, і

- щонайменше одну неполімерну органічну полікарбонову кислоту, що має молярну масу, яка менша або дорівнює 1000, і

- каталізатор, вибраний з кислот і основ Льюїса, хімічних сполук, що містять фосфор, і хімічних сполук, що містять фтор і бор.

2. Композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що згаданий моносахарид вибраний з моносахаридів, що містять від 3 до 8 атомів вуглецю, переважно від 5 до 7 атомів вуглецю.

3. Композиція за п. 2, яка відрізняється тим, що згаданий моносахарид являє собою альдозу.

4. Композиція за п. 3, яка відрізняється тим, що згадана альдоза являє собою гексозу, таку як глюкоза, маноза і галактоза.

5. Композиція за п. 1, яка відрізняється тим, що згаданий полісахарид має середньовагову молярну масу, меншу ніж 100000, переважно меншу ніж 50000, ще більш переважно меншу ніж 10000 і ще краще молярну масу, що перевищує 180.

6. Композиція за п. 5, яка відрізняється тим, що згаданий полісахарид не більше ніж на 50 % утворений ланками глюкози.

7. Композиція за одним з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що вона містить суміш одного або декількох моносахаридів і/або одного або декількох полісахаридів, зокрема декстрину і меляси.

8. Композиція за п. 7, яка відрізняється тим, що згаданий декстрин має еквівалент по декстрозі, який перевищує або дорівнює 5, який переважно перевищує або дорівнює 10, ще більш переважно, який перевищує або дорівнює 15, і ще краще - менший 100.

9. Композиція за п. 7, яка відрізняється тим, що згадана маляса містить від 40 % до 60 % по вазі вуглеводів, переважно містить їх від 45 % до 50 %.

10. Композиція за одним з пп. 1-9, яка відрізняється тим, що згадана неполімерна органічна полікарбонова кислота містить щонайменше дві карбоксильні функціональні групи, переважно не більше 4 карбоксильних функціональних груп і ще більш переважно не більше 3 карбоксильних функціональних груп.

11. Композиція за п. 10, яка відрізняється тим, що згадана кислота має молярну масу, яка менша або дорівнює 750 і переважно менша або дорівнює 500.

12. Композиція за одним з пп. 1-11, яка відрізняється тим, що згадана неполімерна органічна полікарбонова кислота являє собою аліциклічну кислоту, розгалужену або нерозгалужену, насичену або ненасичену, циклічну кислоту або ароматичну кислоту.

13. Композиція за одним з пп. 1-12, яка відрізняється тим, що згаданий моносахарид і/або полісахарид представляє від 10 % до 90 % по вазі від суміші, утвореної цим моносахаридом і/або полісахаридом і неполімерною органічною полікарбоновою кислотою, переважно від 20 % до 85 % і ще більш переважно від 30 % до 80 %.

14. Композиція за п. 13, яка відрізняється тим, що згаданий каталізатор представляє до 20 % від ваги моносахариду і/або полісахариду і неполімерної органічної полікарбонової кислоти, переважно до 10 % і ще більш переважно щонайменше 1 % від їх ваги.

15. Композиція за одним з пп. 1-14, яка відрізняється тим, що вона додатково містить перелічені нижче добавки в наступних пропорціях, розрахованих на основі 100 частин по вазі моносахариду і/або полісахариду і органічної полікарбонової кислоти:

- від 0 до 2 частин силану, зокрема аміносилану;

- від 0 до 20 частин олії, переважно від 4 до 15 її частин;

- від 0 до 30 частин карбаміду і/або гліцерину, переважно від 0 до 20 їх частин;

- від 0 до 5 частин кремнієорганічної сполуки;

- від 0 до 30 частин "розріджувача", вибраного з похідних лігніну, таких як лігносульфонат амонію (LSA) або лігносульфонат натрію, і протеїнів тваринного або рослинного походження.

16. Звукоізоляційний і/або теплоізоляційний виріб на основі мінеральної вати, проклеєної за допомогою композиції для проклеювання відповідно до одного з пп. 1-15.

17. Полотно з мінеральних волокон, проклеєне за допомогою композиції для проклеювання за одним з пп. 1-15.

18. Спосіб виготовлення звукоізоляційного і/або теплоізоляційного виробу на основі мінеральної вати за п. 16 або полотна з мінеральних волокон за п. 17, відповідно до якого виготовляють мінеральну вату або мінеральні волокна, наносять на цю вату або на ці волокна композицію для проклеювання і обробляють цю вату або ці волокна при температурі, що дозволяє забезпечити структурування цієї композиції для проклеювання і формування вогнестійкого зв'язувального, який відрізняється тим, що згадана композиція для проклеювання містить:

- щонайменше один моносахарид і/або щонайменше один полісахарид, і

- щонайменше одну неполімерну органічну полікарбонову кислоту, що має молярну масу, меншу 1000, і

- каталізатор, вибраний з кислот і основ Льюїса, хімічних сполук, що містять фосфор, і хімічних сполук, що містять фтор і бор.

Текст

Реферат: Пропонований винахід стосується композиції для проклеювання ізоляційних виробів на основі мінеральної вати, зокрема скловати або азбестової вати, яка має в своєму складі щонайменше один моносахарид і/або щонайменше один полісахарид, і щонайменше одну органічну полікарбонову кислоту, що має молярну масу меншу або що дорівнює 1000. Об'єктом цього винаходу також є одержані ізоляційні вироби на основі мінеральних волокон і спосіб їх виготовлення. UA 103014 C2 (12) UA 103014 C2 UA 103014 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід стосується галузі теплоізоляційних і/або звукоізоляційних виробів на основі мінеральної вати, зокрема скловати або вати з азбестового волокна, і органічного зв'язувального, вільного від формальдегіду. Кажучи більш конкретно, запропонований винахід стосується композиції для проклеювання, здатної до структурування для формування згаданого органічного зв'язувального, яке містить в собі щонайменше один моносахарид і/або один полісахарид і щонайменше одну полікарбонову органічну кислоту, яка має молярну масу, що становить менше 1000, способу приготування згаданої композиції для проклеювання й ізоляційних виробів, що одержуються в результаті цього. Виготовлення ізоляційних виробів на основі мінеральної вати звичайно включає етап виготовлення самої цієї мінеральної вати, яке може бути реалізоване за допомогою різних способів, наприклад, відповідно до відомої технології формування волокон шляхом внутрішнього або зовнішнього центрифугування. Це центрифугування полягає у введенні мінерального матеріалу (скла або азбесту) в розплавленому стані в пристрій центрифугування, що містить множину невеликих отворів, причому згаданий матеріал притискається до периферійної стінки цього пристрою під дією відцентрових сил і видавлюється через згадані отвори у формі філаментів. На виході з пристрою центрифугування ці філаменти витягуються і приводяться в рух в напрямку приймача за допомогою потоку газів, що мають високу температуру і високу швидкість руху, для формування там шару волокон (або мінеральної вати). Для того, щоб забезпечити з'єднання волокон між собою і придати цьому шару когезію, на ці волокна наносять, під час їх руху від виходу пристрою центрифугування до приймача, композицію для проклеювання, що містить термоотверджувальну смолу. Шар волокон, покритих композицією для проклеювання, піддається термічній обробці при температурі, що звичайно перевищує 100 °C, для того, щоб здійснити поліконденсацію смоли і одержати, таким чином, теплоізоляційний і/або звукоізоляційний виріб, що має специфічні властивості, зокрема розмірну стійкість, міцність на розтягнення, відновлення товщини після стиснення і однорідний колір. Композиція для проклеювання, призначена для нанесення на мінеральну вату, звичайно являє собою водяний розчин, що містить в собі термоотверджувальну смолу і добавки, такі, наприклад, як каталізатор структурування смоли, силан, що є промотором (активатором) клейкої здатності, протипилова мінеральна олія і т.п. Ця композиція для проклеювання частіше за все наноситься на волокна шляхом розбризкування. Властивості композиції для проклеювання в значній частині залежать від характеристик згаданої смоли. З точки зору її нанесення необхідно, щоб ця композиція для проклеювання демонструвала хорошу здатність до розпилення і до нанесення на поверхню волокон для того, щоб забезпечити їх ефективний зв'язок між собою. Згадана смола повинна бути стійкою протягом заданого проміжку часу перед тим, як бути використаною для формування композиції для проклеювання, причому ця композиція звичайно приготовляється в момент її використання шляхом змішування смоли і згаданих вище добавок. З точки зору нормативного регулювання необхідно, щоб згадана смола розглядалася як така, що не є забруднювальним агентом, тобто щоб вона містила, і щоб вона виробляла в процесі здійснення етапу проклеювання, і в подальший період часу, мінімально можливу кількість компонентів, які могли б нашкодити здоров'ю людини або навколишньому середовищу. Найчастіше використовувані термоотверджувальні смоли являють собою фенольні смоли, що належать до сімейства резолів. У доповнення до їх хорошої здатності до структурування в згаданих вище термічних умовах ці смоли є розчинними у воді, мають хорошу спорідненість по відношенню до мінеральних волокон, зокрема по відношенню до скловолокна, і є відносно такими, що недорого коштують. Ці резоли одержуються шляхом конденсації фенолу і формальдегіду в присутності лужного каталізатора в молярному відношенні формальдегід/фенол, що перевищує 1, таким чином, щоб сприяти хімічній реакції між фенолом і формальдегідом і зменшити вміст залишкового фенолу в смолі. Реакція конденсації між фенолом і формальдегідом виробляється з обмеженням міри конденсації мономерів для того, щоб виключити формування довгих погано розчинних у воді полімерних ланцюжків, які знижують розчинність смоли. Отже, ця смола містить певну пропорцію мономера, що не вступив в реакцію, зокрема формальдегіду, наявність якого є небажаною внаслідок його доведеного отруйливого впливу. За цими міркуваннями смоли на основі резолу звичайно оброблюються за допомогою карбаміду, який вступає в реакцію з вільним формальдегідом, зв'язуючи його у формі конденсату карбамід-формальдегід, що не є летким. Крім того, наявність карбаміду в смолі дає певну економічну перевагу внаслідок своєї низької вартості, оскільки його можна ввести у 1 UA 103014 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 відносно великій кількості, не торкаючись при цьому експлуатаційних якостей смоли, зокрема не погіршуючи механічні властивості кінцевого продукту, що суттєво знижує загальну вартість згаданої смоли. Проте, було зазначено, що в температурних умовах, впливу яких піддається шар волокон для забезпечення структурування смоли, конденсати карбаміду-формальдегіду не є стійкими; при цьому вони розкладаються, знову даючи формальдегід і карбамід, які в свою чергу виділяють, щонайменше частково, аміак, який вивільняється в навколишню атмосферу заводу. Регламентації в галузі захисту навколишнього середовища, що стають все більш вимогливими, зобов'язують виробників ізоляційних виробів шукати технічні рішення, що дозволяють в ще більшій мірі знизити рівні небажаних виділень, зокрема виділень формальдегіду. Технічні рішення, пов'язані із заміною резолів в композиціях для проклеювання, відомі і засновуються на використанні полімеру карбонової кислоти, зокрема акрилової кислоти. У патентному документі US 5340868 композиція для проклеювання має в своєму складі полікарбоксильний полімер, β-гідроксиламід і мономерну карбоксильну кислоту, щонайменше трифункціональну. Були запропоновані композиції для проклеювання, які містять полікарбоксильний полімер, багатоатомний спирт і каталізатор, причому цей каталізатор являє собою каталізатор, що містить фосфор (див. патентні документи US 5318990, US 5661213, US 6331350, US 2003/0008978), фторборат (див. патентний документ US 5977232) або ж ціанамід, диціанамід або ціаногуанідин (див. патентний документ US 5932689). Також були описані композиції для проклеювання, що містять алканоламін, що містить в собі щонайменше дві гідроксильні групи і полікарбоксильний полімер (див. патентні документи US 6071994, US 6099773, US 6146746), зв'язаний з співполімером (див. патентний документ US 6299936). У патентному документі US 2002/0091185 полікарбоксильний полімер і багатоатомний спирт використовуються в таких кількостях, щоб відношення числа еквівалентних груп ОН до числа еквівалентних груп СООН змінювалося в діапазоні від 0,6/1 до 0,8/1. У патентному документі US 2002/0188055 композиція для проклеювання містить карбоксильний полімер, багатоатомний спирт і катіонну поверхнево-активну речовину, амфотерну або неіонну. У патентному документі US 2004/0002567 композиція для проклеювання містить в собі карбоксильний полімер, багатоатомний спирт і зв'язувальний агент типу силану. У патентному документі US 2005/0215153 описана композиція для проклеювання, сформована на основі попереднього зв'язувального, що містить полімер карбонової кислоти, багатоатомний спирт і декстрин як супутнє зв'язувальне. У той же час, відома адгезивна композиція на основі термоформованих полісахаридів, яка може бути використана для проклеювання мінеральної вати (див. патентний документ US 5895804). Ця композиція містить полікарбоксильний полімер, який має щонайменше дві функціональні карбоксигрупи і молекулярну вагу, що становить щонайменше 1000, і один полісахарид, який має молекулярну вагу, що становить щонайменше 10000. Технічна задача даного винаходу полягає в тому, щоб запропонувати композицію для проклеювання для ізоляційних виробів на основі мінеральної вати, яка вільна від формальдегіду і дозволяє, таким чином, мати альтернативу по відношенню до композицій для проклеювання на основі резолів. Ще одна технічна задача даного винаходу полягає в тому, щоб запропонувати композицію для проклеювання на основі природних компонентів, що одержуються з відновлюваних джерел, зокрема з джерел рослинного походження, або продуктів мікробної ферментації. Для рішення цих технічних задач в даному винаході пропонується композиція для проклеювання, використовувана для одержання ізоляційних виробів на основі мінеральної вати, зокрема скловати або азбестової вати, яка містить: - щонайменше один моносахарид і/або щонайменше один полісахарид, і - щонайменше одну органічну полікарбонову кислоту, яка має молярну масу, меншу або що дорівнює 1000. Згаданий моносахарид вибирається серед моносахаридів, що містять від 3 до 8 атомів вуглецю, переважно альдоз і переважним чином альдоз, які містять від 5 до 7 атомів вуглецю. Найбільш переважними альдозами є природні альдози (D-ізомери), зокрема гексози, такі, як глюкоза, маноза і галактоза. 2 UA 103014 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Полісахарид згідно з пропонованим винаходом вибирається серед полісахаридів, які мають середню молярну масу по вазі, меншу, ніж 100000, переважно меншу, ніж 50000, ще більш переважно меншу, ніж 10000, і ще краще - яка перевищує 180. Переважним чином цей полісахарид представляє показник полідисперсності (IP), який визначається відношенням середньої молярної маси по вазі до середньої молярної маси по числу, яка має величину, меншу або що дорівнює 10. Переважним чином цей полісахарид містить в собі щонайменше одну ланку полімерного ланцюга, вибраного серед згаданих вище альдоз, переважним чином глюкози. Особливо переважними є полісахариди, які утворені в основному з (при вмісті більше 50 % по вазі) ланок полімерного ланцюга глюкози. Відповідно до переважного способу реалізації у пропонованому винаході використовується суміш одного або декількох моносахаридів і/або один або декілька полісахаридів, зокрема на рослинній основі, зокрема, декстрин або малясу. Декстрини являють собою сполуки, що відповідають загальній формулі (С 6Н10О5)n і одержані частковим гідролізом крохмалю. Способи приготування декстринів відомі. Наприклад, декстрини можуть бути приготовані шляхом нагрівання або висушування досуха крохмалю, звичайно в присутності кислотного каталізатора, що приводить до розриву зв'язків в молекулах амілози і амілопектину, які утворюють згаданий крохмаль, на продукти з трохи меншою молярною масою. Декстрини також можуть бути одержані обробкою крохмалю ферментативним шляхом з однією або декількома амілазами, зокрема мікробіологічними, здатними до гідролітичного розкладання зв'язків в крохмалі. Характер обробки (хімічна або ферментативна) і умови гідролізу впливають прямим чином на середню молярну масу і розподіл молярної маси декстрину. Декстрини згідно з пропонованим винаходом можуть бути одержані на основі крохмалю або різних похідних крохмалю рослинного походження, наприклад, одержаних з коренеплодів, таких, як картопля, маніока, маранта і м'який палат, одержаних із зернових культур, таких, як зерновий хліб, кукурудза, жито, рис, ячмінь, просо, овес і сорго, одержаних з плодів, таких, як їстівний каштан, водяний горіх, лісовий горіх, або одержаних з бобових рослин, таких, як горох і квасоля. Віддають перевагу, зокрема декстринам, які мають еквівалент по декстрозі DE ("Dextrose Equivalent" з англійської), який перевищує або який дорівнює 5, переважно який перевищує або який дорівнює 10, ще більш переважно який перевищує або який дорівнює 15 і ще краще менший 100. Звичайно еквівалент по декстрозі DE визначається за допомогою наступного співвідношення: Маляси являють собою залишкові продукти рафінування цукру, витягнутого, зокрема з цукрової тростини і цукрового буряка, які мають високий вміст вуглеводів, який становить приблизно від 40 % до 60 % по вазі. Основна частина вуглеводів маляси утворена цукрозою. Маляси згідно з пропонованим винаходом містять переважно від 45 % до 50 % по вазі відносно загальної кількості, вираженої в цукрозі. Бурякові маляси є особливо переважними. Тут під виразом "органічна полікарбонова кислота" потрібно розуміти органічну кислоту, що містить щонайменше дві карбоксильні функціональні групи, переважно не більше 4 карбоксильних функціональних груп, і ще більш переважним чином не більше 3 карбоксильних функціональних груп. Органічна полікарбонова кислота виконує функцію агента структурування; вона здатна вступати в реакцію з одним або декількома моносахаридами і/або з одним або декількома полісахаридами під дією тепла для формування ефірних зв'язків, які приводять до утворення полімерної мережі в кінцевому зв'язувальному. Ця полімерна мережа дозволяє встановити зв'язки на рівні точок з'єднання волокон в мінеральній ваті. Ця органічна полікарбонова кислота вибирається серед органічних полікарбонових кислот, що представляють молярну масу, меншу або що дорівнює 1000, переважно меншу або що дорівнює 750 і ще більш переважно меншу або що дорівнює 500. Переважним чином органічна полікарбонова кислота являє собою аліциклічну кислоту, розгалужену або нерозгалужену, насичену або ненасичену, циклічну кислоту або ароматичну кислоту. 3 UA 103014 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Ця органічна полікарбонова кислота може являти собою дикарбоксильну кислоту, наприклад, щавлеву кислоту, малонову кислоту, янтарну кислоту, глутарову кислоту, адипінову кислоту, пімелінову кислоту, пробкову кислоту, азелаїнову кислоту, себацинову кислоту, яблучну кислоту, винну кислоту, тартронову кислоту, аспарагінову кислоту, глутамінову кислоту, фумарову кислоту, ітаконову кислоту, малеїнову кислоту, травматинову кислоту, камфорну кислоту, бензолдикарбонову кислоту і її похідні, зокрема, що містять щонайменше один атом бору або хлору, тетрагідрофталеву кислоту, і її похідні, зокрема, що містять щонайменше один атом хлору, такі, як хлорендинова кислота, ізофталева кислота, терефталева кислота, мезаконова кислота і цитраконова кислота, або попередник дикарбонової кислоти, зокрема, ангідрид, такий, як малеїновий ангідрид, янтарний ангідрид і фталевий ангідрид; трикарбоксильну кислоту, наприклад, лимонну кислоту, трикарбалілову кислоту, 1,2,4бутантрикарбоксилінову кислоту, аконітову кислоту, гемімелітову кислоту, тримелітову кислоту і тримезинову кислоту; тертракарбоксильну кислоту, наприклад, 1,2,3,4-бутантетракарбоксильну кислоту і піромелітову кислоту. У композиції для проклеювання моносахарид і/або полісахарид представляє від 10 % до 90 % по вазі від суміші, утвореної моносахаридом і/або полісахаридом і органічною полікарбоновою кислотою, переважно від 20 % до 85 % від ваги цієї суміші і ще більш переважно від 30 % до 80 % від неї. Композиція для проклеювання може додатково містити каталізатор, кислий або основний, який, зокрема виконує функцію коректування температури початку процесу структурування. Цей каталізатор може бути вибраний серед основ і кислот Льюїса, таких, як глини, окис кремнію, колоїдна або не колоїдна, органічні аміни, чотирикомпонентні аміни, металеві оксиди, металеві сульфати, металеві хлориди, сульфати карбаміду, хлориди карбаміду і каталізатори на основі силікатів. Цей каталізатор також може являти собою сполуку, що містить фосфор, наприклад, сіль фосфорнуватистої кислоти лужного металу, фосфіт лужного металу, поліфосфат лужного металу, гідрогенофосфат лужного металу, фосфорну кислоту або алкілфосфонієву кислоту. Переважним чином згаданий лужний метал являє собою натрій або калій. Цей каталізатор також може являти собою хімічну сполуку, що містить фтор і бор, наприклад, тетрафторборну кислоту або сіль цієї кислоти, зокрема тетрафторборат лужного металу, такого, наприклад, як натрій або калій, тетрафторборатлужноземельного металу, такого, наприклад, як кальцій або магній, тетрафторборат цинку і тетрафторборат амонію. Переважним чином згаданий каталізатор являє собою гіпофосфіт натрію, фосфіт натрію і суміші цих хімічних сполук. Кількість каталізатора, що вводиться в композицію для проклеювання, може представляти до 20 % від ваги моносахариду і/або полісахариду і органічної полікарбонової кислоти, переважно до 10 % і ще більш переважно має величину, щонайменше яка дорівнює 1 %. Композиція для проклеювання згідно з пропонованим винаходом додатково може містити звичайні і перелічені нижче добавки в наступних пропорціях, розрахованих на основі 100 частин по вазі одного або декількох моносахаридів і/або одного або декількох полісахаридів і органічної полікарбонової кислоти: - від 0 до 2 частин силану, зокрема аміносилану; - від 0 до 20 частин олії, і переважним чином від 4 до 15 частин; - від 0 до 30 частин карбаміду і/або гліцерину, і переважним чином від 0 до 20 частин; - від 0 до 5 частин кремнійорганічної сполуки; - від 0 до 30 частин розріджувача, що вибирається серед похідних лігніну, таких, як лігносульфонат амонію (LSA) або лігносульфонат натрію, і протеїни тварини або рослинного походження. Роль цих добавок відома і стисло може бути охарактеризована таким чином: силан забезпечує поєднання між волокнами і зв'язувальним і виконує також функцію реагенту запобігання старінню; олії являють собою протипилові і гідрофобні реагенти; карбамід і гліцерин виконують роль пластифікаторів і дозволяють усунути попереднє гелеутворення композиції для проклеювання; кремнійорганічна сполука являє собою гідрофобний реагент, функція якого полягає в тому, щоб знизити ступінь поглинання води ізоляційним виробом; згаданий "розріджувач" являє собою органічний наповнювач, розчинний або здатний до дисперсії в композиції для проклеювання, що містить воду, яка дозволяє, зокрема знизити вартість цієї композиції для проклеювання. Ця композиція для проклеювання характеризується величиною рН, приблизно від 1 до 5 в залежності від використовуваної органічної полікарбонової кислоти, і переважно величиною, що перевищує або що дорівнює 1,5. Переважним чином рН підтримується на рівні, щонайменше 4 UA 103014 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 що дорівнює 2, таким чином, щоб обмежити проблеми нестабільності композиції для проклеювання і корозію на виробничій технологічній лінії завдяки доданню амінованої хімічної сполуки, яка не здатна вступати в хімічну реакцію з моносахаридом і/або полісахаридом, наприклад, третинного аміну, зокрема триетаноламіну. Кількість цієї амінованої хімічної сполуки може представляти до 30 частин по вазі від загальної ваги моносахариду і/або полісахариду і органічної полікарбонової кислоти. Ця композиція для проклеювання призначена для нанесення на мінеральні волокна, зокрема на скловолокно або азбестове волокно. Звичайно композиція для проклеювання наноситься на мінеральні волокна на виході з пристрою центрифугування і перед їх збиранням на приймальному органі у формі полотна волокон, яке потім піддається впливу температури, яка дозволяє забезпечити структурування композиції для проклеювання і формування вогнетривкого зв'язувального. Структурування композиції для проклеювання згідно з пропонованим винаходом здійснюється при температурі, порівнянній з температурою структурування класичної формофенольної смоли, тобто при температурі, що перевищує або що дорівнює 110 °C, що переважно перевищує або що дорівнює 130 °C, і ще більш переважно перевищує або що дорівнює 140 °C. Звукоізоляційні і/або теплоізоляційні вироби, одержані на основі проклеєних таким чином мінеральних волокон, також утворюють об'єкт пропонованого винаходу. Ці вироби звичайно представляються у формі матів або повсті з мінеральної вати, тобто зі скловати або з азбестової вати, або ж у вигляді полотна з мінеральних волокон, тобто також зі скляних волокон або з азбестових волокон, призначеного, зокрема для формування покриття поверхні згаданих матів або згаданої повсті. Наведені нижче приклади дозволяють проілюструвати пропонований винахід, однак, без того, щоб обмежувати цей винахід. У цих прикладах вимірюють: - молярну масу по вазі і числову молярну масу декстринів за допомогою хроматографії через проникнення гелю в наступних умовах: ® • три колони, розташовані послідовно: дві колони ViscoGEL , заповнені GMPWxl (колони "зі ® змішаним шаром") і одна колона ViscoGEL , заповнена G2500PWxl (колона "з простим шаром"). Ці колони розповсюджуються на ринку фірмою VISCOTEK; • елюєнт: буферний розчин PBS (сольовий розчин на основі фосфату і хлориду натрію з водневим показником рН, що має величину приблизно 7,4); • температура: 35 °C; • детектори: диференціальна рефрактометрія, віскозиметрія і дифузія світла. - температуру початку структурування (Т R) і швидкість структурування (V) за допомогою методу Dynamic Mechanical Analysis (DMA), який дозволяє характеризувати в'язкопружну поведінку полімерного матеріалу. При цьому діють таким чином: зразок ватманського паперу просочують композицією для проклеювання (вміст твердих органічних матеріалів становить приблизно 40 %), потім його закріплюють горизонтально між двома опорними елементами. Коливний елемент, забезпечений пристроєм вимірювання механічного напруження в функції прикладеної деформації, розміщується на верхній поверхні зразка. Цей пристрій дозволяє розрахувати модуль пружності Е. Зразок нагрівають до температури, що змінюється в діапазоні від 20 °C до 250 °C зі швидкістю 4 °C/хв. На основі виконаних вимірювань визначають криву зміни модуля пружності Е (вираженого в МПа) в залежності від температури (вираженої в °С), загальний вигляд якої наведений на фіг. 1. На цій кривій визначають величини, що відповідають температурі початку структурування (Т R), вираженій в °С, і нахил кривої, що відповідає швидкості структурування (V), вираженій в МПа/°С 5 UA 103014 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 - кут контакту композиції для проклеювання, на виготовленій зі скла основі; - міцність на розтягнення відповідно до нормативного документа ASTM С 686-71T на зразку, вирізаному шляхом вирубування в ізоляційному виробі. Цей зразок виконаний у формі тора, що має довжину 122 мм, ширину46 мм, радіус кривизни вирізування зовнішньої кромки, що дорівнює 38 мм і радіус кривизни вирізування внутрішньої кромки, що дорівнює 12,5 мм. Цей зразок розташовується між двома циліндричними затискними муфтами випробувальної машини, причому одна із затискних муфт є пересувною і переміщується з постійною швидкістю. При цьому вимірюють зусилля F розриву (в грамах сили) випробуваного зразка і розраховують міцність на розрив RT, що визначається відношенням зусилля F розриву до маси випробуваного зразка. Міцність на розрив вимірюється після виготовлення (вихідна міцність на розрив) і після прискореного старіння в автоклаві при температурі 105 °C при відносній вологості, що становить 100 %, протягом 15 хвилин (RT15); - вихідну товщину ізоляційного виробу і його товщину після 1 години, після 24 годин, після 30 діб і після 90 діб знаходження під тиском з доданням міри стиснення (що визначається як відношення номінальної товщини до товщини під тиском), що становить 6/1 (приклади 22-24) або 5/1 (приклади 25-34). Ці вимірювання товщини дозволяють оцінити якість розмірної поведінки ізоляційного виробу; - ступінь поглинання води в умовах, що визначаються нормативним документом EN 1609, виражений в кілограмах води, поглиненої одним квадратним метром ізоляційного виробу. 2 Ізоляційні вироби, що представляють ступінь поглинання води на рівні менше 1 кг/м , розглядаються як такі, що мають відносно невелике поглинання за короткий час (24 години); такі вироби належать до класу "WS" відповідно до сертифікаційних правил ACERMI; - стійкість до впливу вогню відповідно до нормативного документа EN ISO 1182. Вироби, що належать до класу "Euroclass А1" не сприяють виникненню і поширенню вогню; - коефіцієнт теплової провідності λ відповідно до нормативного документа EN 13162, виражений в W/(m×°K); - кількість формальдегіду, що виділяється виробом після 3 діб тестування в умовах, що визначаються нормативним документом ISO 16000-9, і з відношенням між заміною повітря і мірою навантаження камери Q, що дорівнює 0,4. Кількість формальдегіду вимірюється відповідно до методу, описаного в нормативному документі ISO 16000-3. Результати цього вимірювання виражаються в мікрограмах формальдегіду, що виділяється квадратним метром виробу за годину. ПРИКЛАДИ 1-6 Готують композиції для проклеювання, що містять компоненти, які фігурують в таблиці 1 і виражені у вагових частинах. Використовувана маляса, тут являє собою бурякову малясу промислового призначення (поширювану на ринку фірмою FRANCE MELASSES), яка представляється у формі в'язкої і однорідної рідини, що містить від 43 % до 53 % по вазі цукру, виражених у вигляді цукрози. 6 UA 103014 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Композиції для проклеювання готуються шляхом послідовного введення в резервуар, що містить воду, маляси, лимонної кислоти і гіпофосфіту натрію (каталізатор) при інтенсивному перемішуванні аж до повного розчинення згаданих компонентів. Властивості композицій для проклеювання, що фігурують в таблиці 1, оцінюються в порівнянні з аналогічними властивостями класичної композиції для проклеювання, що має в своєму складі формофенольну смолу і карбамід (Еталон), приготовану відповідно до прикладу 2, випробування 1, з патентного документа WO 01/96254 А1. Композиції для проклеювання в прикладах 1-6 мають властивості, подібні до властивостей Еталону, з точки зору температури початку структурування (Т R), в'язкості і кута контакту. При цьому швидкість структурування (V) виявляється трохи меншою, ніж швидкість структурування для Еталона. ПРИКЛАДИ 7-21 Діють в умовах, що відповідають прикладам 1-6, але змінених в тому значенні, що використовують декстрин, витягнутий з крохмалю, одержаного з маїсу або кукурудзи (мальтодекстрин), і що має наступні характеристики: - середня молярна маса по вазі становить 5500, показник полідисперсності IP становить 9,5 і еквівалент по декстрозі DE має величину в діапазоні від 16,5 до 19,5 (розповсюджується на ринку під номером 419699 фірмою ALDRICH; сухий залишок: 100 %): приклади 7-12; - середня молярна маса по вазі становить 1850, показник полідисперсності IP становить 4,45 і еквівалент по декстрозі DE має величину 30 (розповсюджується на ринку під маркою ® Tackidex 30Д75 фірмою ROQUETTE FRERES; сухий залишок: 75 %): приклади 13-15; - середня молярна маса по вазі становить 1520, показник полідисперсності IP становить 5,72 і еквівалент по декстрозі DE має величину 62 (розповсюджується на ринку під маркою ® Flolys B6080S фірмою ROQUETTE FRERES; сухий залишок: 75 %): приклади 16-18; - масовий вміст глюкози перевищує 95 % і еквівалент по декстрозі DE має величину 99 ® (розповсюджується на ринку під маркою сиропу глюкози 74/968 фірмою ROQUETTE FRERES; сухий залишок: 75 %): приклади 19-21; Вміст компонентів композиції для проклеювання наведений в таблиці 2 у вагових частинах. Композиції для проклеювання в прикладах 8-15 і 18-21 переважним чином представляють температуру початку структурування (Т R), меншу, ніж температура початку структурування для Еталону. Наявність каталізатора в композиції з прикладу 9 дозволяє забезпечити суттєве зниження температури початку реакції структурування в порівнянні з композицією з прикладу 7, але зі зниженням, однак, швидкості (V) структурування. Композиції згідно з пропонованим винаходом представляють відносно невелику в'язкість, близьку до в'язкості Еталона, для одного і того ж вмісту твердого матеріалу (40 %), і навіть меншого його вмісту, що допускає задовільне їх нанесення на мінеральні волокна, зокрема в тому випадку, коли це нанесення здійснюється шляхом розбризкування. Ці композиції представляють також кут контакту, аналогічний куту контакту для Еталона, який означає задовільну здатність до змочування волокон цією композицією для проклеювання. ПРИКЛАДИ 22-24 Композиції з прикладів 2, 4 і 10, а також формофенольна смола (Еталон), використовуються для формування ізоляційних виробів на основі мінеральної вати. Цю мінеральну вату виготовляють з використанням технології внутрішнього центрифугування, відповідно до якої речовина, що являє собою розплавлене скло, перетворюється у волокна за допомогою інструмента, який називається тарілкою центрифугування, що містить кошик, який створює приймальну камеру, і периферійну стрічку, в якій виконана множина отворів: ця тарілка приводиться в обертальний рух відносно своєї розташованої вертикально осі симетрії, згадана речовина видавлюється через ці отвори під дією відцентрових сил і матеріал, що виходить з цих отворів, витягується у вигляді волокон при сприянні потоку газів витягування. Класичним чином кільце розбризкування композиції для проклеювання розташовується під тарілкою формування волокон таким чином, щоб рівномірно розподілити композицію для проклеювання на волокнах скловати, яка повинна бути сформована. Проклеєна таким чином мінеральна вата збирається на стрічковий конвеєр, обладнаний внутрішніми кесонами всмоктування, які втримують мінеральну вату у формі повсті або полотна на поверхні цього конвеєра. Потім ця повсть або полотно розрізається на частини і розміщується в камері прожарювання, де підтримується температура 220 °C і де компоненти композиції для проклеювання зазнають полімеризації для формування зв'язувального. У таблиці 3 наведені значення міцності на розрив перед і після прискореного старіння, а також вихідна товщина і товщина, що має місце після 24 годин і 30 діб стиснення. 7 UA 103014 C2 5 10 ПРИКЛАДИ 25-34 Ці приклади ілюструють процес виготовлення ізоляційних виробів в промисловій технологічній лінії. Мінеральна вата безперервно виготовляється в умовах, що відповідають прикладам 22-24, на технологічній лінії шириною 2,40 м. Ця мінеральна вата, покрита хімічним складом для проклеювання, потім безперервно проходить в піч прожарювання, в якій підтримується температура 290 °C. Ізоляційний виріб, одержаний на виході з печі прожарювання, представляє товщину близько 3 82 мм, щільність, що становить 17,5 кг/м , і втрати при прожарюванні, які становлять 5 %. Використовувані композиції для проклеювання готуються шляхом введення в умовах постійного перемішування компонентів, наведених в таблиці 4, в резервуар, що містить воду. Властивості ізолюючих виробів оцінюються в порівнянні з еталонним складом для проклеювання (позначеним як Еталон), описаним в прикладах 1-6. Результати виконаних вимірювань наведені в таблиці 4. 15 Таблиця 1 Приклад Приклад Приклад Приклад Приклад Приклад Еталон 1 2 3 4 5 6 Хімічний склад Маляса Лимонна кислота Гіпофосфіт натрію Властивості Температура початку структурування ТR (°С) Швидкість структурування V (МПа/°С) В'язкість при температурі (1) 25 °C (МПа·с) В'язкість при температурі (1) 50 °C (МПа·с) (1) Кут контакту (°) 30 70 5 40 60 5 50 50 5 60 40 5 70 30 5 80 20 5 151 149 149 155 156 156 151 58 69 65 59 40 41 161 7,8 7,8 8,0 7,8 7,2 7,5 8,0 5,9 6,0 5,9 6,1 5,8 6,0 6,0 4 6 8 12 11 12 10 (1) - Розчин з вмістом 40 % твердих матеріалів 8 UA 103014 C2 Таблиця 2 Приклад Хімічний склад Декстрін 419699 Tackidex30L75 Flolys Сироп глюкози 74/968 Лимонна кислота Гіпофосфіт натрію Властивості Температура початку структурування ТR (°С) Швидкість структурування V (МПа/°С) В'язкість при температурі (1) 25 °C (МПа·с) В'язкість при температурі (1) 50 °C (МПа·с) Кут контакту (1) (°) 21 Еталон 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 30 40 50 60 70 80 70 60 80 70 60 80 70 60 60 70 60 50 40 30 20 30 40 20 30 40 20 30 40 0 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 171 144 132 131 132 130 120 120 120 152 151 120 165 151 135 151 105 62 63 67 72 76 27 45 57 42 48 46 32 161 9,3 9,4 10,0 11,0 12,0 12,0 7,4 7,0 7,0 6,6 6,4 6,0 6,2 5,9 5,5 8,0 6,8 7,1 7,6 7,9 9,3 5,4 5,0 5,0 4,7 4,6 6,0 6,0 6,0 6,0 8,0 8,0 12,0 5,7 5,9 6,0 11,9 11,0 10,8 9,5 9,0 8,1 10,0 8,6 5,3 5,0 5,1 5,2 67 42 (1) - Розчин з вмістом 40 % твердих матеріалів Таблиця 3 Композиція для проклеювання Міцність на розтягнення Перед старінням Після старіння Втрати (%) Товщина (мм) Вихідна 24 години 30 діб Приклад 22 Приклад 2 Приклад 23 Приклад 4 Приклад 24 Приклад 10 Еталон Еталон 298 220 26,2 260 175 32,7 226 180 20,3 336 280 16,7 134 89 81 134 90 80 143 94 91 127 102 98 9 UA 103014 C2 Таблиця 4 Приклад Композиція для проклеювання Сироп глюкози 74/968 Tackidex 30L75 (2) Roclys C3072S Лимонна кислота Гіпофосфіт натрію Гліцерин γ - амінопропілтриетоксисилан Мінеральна олія Кремнійорганічна сполука Триетаноламін pH Ізоляційний виріб Міцність на розтягнення (г. с./г) Перед старінням Після старіння Втрати (%) Товщина (мм) 1 година 24 години 30 діб 90 діб Поглинання води 3 (кг/м ) Стійкість до впливу вогню (Євроклас А1) λ (W/m×°K) Виділений формальдегід 2 (мкг/м /год.) 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 Еталон 49,0 49,0 49,0 64,0 34,3 34,3 51,0 5,0 51,0 2,8 51,0 2,8 10 36,0 5,0 47,2 5,0 47,2 5,0 55,0 45,0 2,8 55,0 45,0 2,8 10,0 62,0 38,0 5,0 39,2 43,6 5,0 5,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 9,5 9,5 9,5 9,5 9,5 9,5 9,5 9,5 9,5 1,0 н. д. н. д. н. д. 1,60 18,5 2,80 18,5 2,80 н. д. н. д. 1,49 17,0 2,75 4,92 318 278 13 308 314 -2 356 325 9 404 323 20 431 332 23 389 274 30 304 294 3 355 310 13 382 337 12 385 324 16 459 389 15 81,1 78,4 78,4 73,6 78,8 75,2 74,1 74,4 77,0 80,8 71,1 76,2 71,1 75,0 72,4 н. д. 79,8 79,6 78,1 78,3 76,9 77,4 н. д. н. д. 83,8 77,2 75,2 78,7 81,1 80,8 81,6 75,0 78,4 78,0 73,1 68,8 77,3 75,3 н. д. н. д. 78,3 74,0 72,2 73,8 н. д. 0,44 0,77 1,65 7,31 7,01 н. д. н. д. 0,97 н. д. так н. д. н. д. н. д. 2,56 н. д. 0,62 н. д. н. д. так н. д. так 0,0336 0,0336 0,0336 0,0332 н. д. 0,0344 0,0336 0,0337 0,0347 0,0345 0,0332 н. д.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Mineral wool sizing composition comprising a monosaccharide and/or a polysaccharide and an organic polycarboxylic acid, and insulating products obtained

Автори англійською

Jaffrennou, Boris, Serughetti, Dominique, Douce, Jerome

Автори російською

Дус Жером

МПК / Мітки

МПК: C08K 7/14, C09J 103/00, C08G 63/668, C08K 5/151, C09J 101/00, C03C 25/26, C03C 25/24, D04H 1/64, C09J 167/00, C08K 5/092, E04B 1/74, C08G 63/20

Мітки: одержані, полікарбонову, полісахарид, проклеювання, вироби, мінеральної, вати, моносахарид, містить, органічну, композиція, кислоту, ізоляційні

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/13-103014-kompoziciya-dlya-prokleyuvannya-mineralno-vati-shho-mistit-monosakharid-i-abo-polisakharid-i-organichnu-polikarbonovu-kislotu-i-oderzhani-izolyacijjni-virobi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Композиція для проклеювання мінеральної вати, що містить моносахарид і/або полісахарид і органічну полікарбонову кислоту, і одержані ізоляційні вироби</a>

Подібні патенти