專利名稱：制備礦棉產(chǎn)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制備礦棉產(chǎn)品的方法。根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品將用于例如隔熱、阻燃、防火、降低噪音和調(diào)整諸如塑料的其它材料的介質(zhì)增強作用的增長及填料。本發(fā)明尤其涉及用于制備一種礦棉產(chǎn)品的方法，其中使用酚醛樹脂作為固化型粘合劑。
在本領(lǐng)域內(nèi)已知基于酚醛樹脂的樹脂制劑作為熱固性粘合劑?？墒褂梅蔷酆匣虿糠志酆闲问降臉渲苿?。樹脂制劑在氣流中噴霧，與礦物纖維接觸后沉積在上面，在處理溫度下固化，從而通過固化的樹脂使含纖維的礦棉相互結(jié)合。
酚醛樹脂含有摩爾比為1∶2.8以及更高、諸如高到1∶6的苯酚和甲醛。通常甲醛的量超過化學計算量，諸如在比例1∶3.1到1∶5，例如1∶3.4。過量的甲醛避免了苯酚以氣態(tài)形式存在于氣流中并在樹脂制劑的懸浮和所含水分蒸發(fā)后被排放到環(huán)境中的可能。
樹脂制劑通常也含有氨，用于通過形成諸如六甲基四氨合物的氨合物結(jié)合相對于苯酚過量的甲醛。
使用這種酚醛樹脂和含水氨制劑的缺點在于氨的排放量最高達到200ppm。
本發(fā)明為此提供一種解決排放氨這個缺點的方法，在從氣體中除去氨方面比例如用洗滌器的常用方法便宜。但這不會受基本上對酚醛樹脂的固化無不良影響的條件的作用，并且酚和/或甲醛的排放基本上沒有增加。
本發(fā)明依據(jù)的著眼點在于通過在樹脂制劑中使用糖類化合物中和氨可明顯降低氨的排放。糖類化合物可在使用粘合劑之前甚至在氨加入之前加入。根據(jù)一個制備過程，該糖類化合物在樹脂制劑霧化之前加入，由于氨和該糖類化合物的反應(yīng)從而避免氨最后的中和，并因此作為樹脂穩(wěn)定劑起還原功能。在樹脂制備時加入糖類化合物也可以。最后的樹脂制劑變得不穩(wěn)定和不適于作為礦棉的粘合劑使用。本發(fā)明因而建議在向礦棉施加樹脂制劑之前及時在樹脂制劑中加入糖類化合物和/或氨。
一個最佳制備過程包括剛好在向礦棉施加樹脂基的粘合劑之前加入作為最后組分的氨或銨。
因此根據(jù)本發(fā)明提供用于制備基于礦棉的一種產(chǎn)品的方法，包括i)制備酚醛樹脂、氨和一種糖制劑的含水制劑；ii)將制劑施加給礦棉；和iii)固化礦棉形成產(chǎn)品。
該方法的一個實施方案包括i)制備酚醛樹脂和氨的含水制劑；ii)混合樹脂制劑和糖制劑；iii)將樹脂制劑和糖制劑的混合物施加給礦棉；和iv)固化礦棉形成產(chǎn)品。
該方法的另一個實施方案包括i)制備酚醛樹脂和糖制劑的含水制劑；ii)混合樹脂制劑和氨的含水制劑；iii)將樹脂制劑和糖制劑的混合物施加給礦棉；和iv)固化礦棉形成產(chǎn)品。
還有另一個實施方案包括i)制備含酚醛樹脂的制劑；ii)混合樹脂制劑、糖制劑和氨的含水制劑；iii)將樹脂制劑和糖制劑的混合物施加給礦棉；和iv)固化礦棉形成產(chǎn)品。
注意到原則上分別霧化糖制劑和樹脂制劑并將它們施加給纖維是可能的，只要在進入氣相之前氨可與糖化合物反應(yīng)。但對一個最佳工藝，則竭力建議將含樹脂制劑的糖制劑在霧化前短時間內(nèi)與氨混合。
在糖化合物與氨反應(yīng)的情況下，糖化合物一般是糖制劑，可含有任何適合的糖化合物，并且基本上不抑制樹脂制劑的作用。適合的糖化合物包括醛糖和酮糖，諸如單糖，例如葡萄糖和果糖；雙糖，諸如蔗糖、麥芽糖、乳糖；低聚糖，諸如糖漿，特別是葡糖漿和果糖漿；多糖，特別是水溶性的多糖，諸如葡聚糖和淀粉。注意到糖制劑可含這些糖化合物的一種或多種。糖制劑可以是固體、分散液，但優(yōu)選是水溶液。這樣可以進行與含水樹脂制劑的最佳混合。
水溶液形式的糖制劑一般在水中含有1-80％wt，優(yōu)選15-80％wt，一般35-75％wt的糖化合物，例如50％wt的糖化合物。糖制劑相對樹脂制劑的加入量優(yōu)選為相對于氨的化學計算量或過量加入糖化合物，即可使氨的排放明顯減少的量。
相對于含氨的樹脂制劑使用的糖制劑中糖化合物的量和糖制劑的量可經(jīng)過常規(guī)的試驗確定，以使氨的排放明顯減少。例如可使用分別含等量樹脂和糖的樹脂制劑和糖制劑，這樣可在足夠低的粘度下最佳混合兩種制劑。
本發(fā)明還涉及可用于礦棉產(chǎn)品制備的設(shè)備，該設(shè)備有一個容納樹脂制劑的容器和容納上述糖制劑的分開的容器。
根據(jù)本發(fā)明得到的礦棉產(chǎn)品包括巖棉、玻璃棉、礦渣棉和它們的混合物。礦棉纖維的纖維長度和直徑根據(jù)礦棉的不同類型而不同。
如果需要，樹脂制劑可含有用于最佳聚合的添加劑，諸如酰胺，特別是脲。然而就脲而言，注意到本發(fā)明的糖的氨結(jié)合效果無效，因為氨的排放沒有明顯降低。
粘合和涂鋪時可另加入諸如硅油和硅烷用來將樹脂最佳地粘合和涂鋪到礦棉纖維上。
有關(guān)使用酚醛樹脂并且其中氨的排放大大減少的用于制備礦棉的此方法和設(shè)備已述的和其它的性質(zhì)將參照用實施例給出的實施方案在下面進一步說明，不應(yīng)認為該實例限制了本發(fā)明。實施例1用摩爾比1∶3.4的苯酚和甲醛制備常規(guī)的樹脂制劑，加入催化劑使pH＞8.6。當反應(yīng)溫度達到＞80℃時，以1份糖制劑對0.77份苯酚的量加入基于葡糖漿的50％的糖制劑(3％葡萄糖、11％麥芽糖、17％麥芽三糖和69％低聚糖)。當樹脂能溶于約8份水對1份樹脂時，以1份脲對1.6份使用的苯酚的量加入脲。樹脂用水稀釋到40％固體并冷卻到20℃。第二天(或下周)中和催化劑，加入氨，進一步用水稀釋樹脂到20％固體。調(diào)節(jié)氨達到約1份樹脂對3份水的水稀釋度。與常規(guī)的沒有葡糖漿的樹脂制劑比較，氨的排放被降低到小于50ppm。實施例2常規(guī)樹脂制劑(44％wt)含有8％wt氨和12％wt脲。該樹脂制劑用水稀釋到15％wt，含有約3％wt氨。由于氨的存在，樹脂制劑容易用水稀釋并在儲存時穩(wěn)定。該樹脂制劑還含有硅烷化合物。
分別制備基于葡糖漿的糖制劑(3％葡萄糖、11％麥芽糖、17％麥芽三糖和69％低聚糖)。葡糖漿被稀釋到15％wt。
在旋轉(zhuǎn)室中霧化前立即將3份稀釋的樹脂制劑和1份糖制劑混合，在該旋轉(zhuǎn)室里用常規(guī)的方法在空氣流中紡制礦棉纖維。樹脂制劑和糖制劑的混合物沉淀在纖維上，在固化后在礦棉纖維之間形成穩(wěn)定的結(jié)合。
當只使用樹脂制劑或用1份水稀釋后，氨的排放量為約200ppm。但是，當根據(jù)本發(fā)明用糖制劑稀釋樹脂制劑時，氨的排放顯著地減少到小于50ppm。實施例3用摩爾比1∶3.8的苯酚和甲醛制備樹脂，加入堿性催化劑調(diào)節(jié)pH＞8.6。當反應(yīng)溫度達到高于80℃時，加入75％糖溶液?；谄咸菨{(3％葡萄糖、11％麥芽糖、17％麥芽三糖和69％低聚糖)制備糖溶液。以1份糖溶液對0.77份苯酚的量在樹脂中加入糖溶液。當水的稀釋度為1份樹脂對8份水時，加入脲1份脲對1份使用的苯酚。
然后樹脂用水稀釋到40％的固體濃度并冷卻到20℃。在樹脂施加到纖維上之前，稀釋到20％固體，中和使用的催化劑，加入氨以達到約1份樹脂對3份水的水稀釋度。
從礦棉纖維的制備排放的氨被降低到小于30ppm。
樹脂制劑和糖制劑成分的所有變化對于技術(shù)人員是顯然的，在兩種制劑首先互相接觸的情況下，此時使樹脂制劑保持穩(wěn)定，在纖維上形成適當固化的樹脂粘合劑，氨的排放顯著降低。這表明使用的苯酚、甲醛、氨和糖的量通過大量常規(guī)試驗取得相互適合，因此根據(jù)本發(fā)明，苯酚的排放、甲醛的排放和氨的排放被大大降低。
權(quán)利要求
1.制備基于礦棉的產(chǎn)品的方法，包括i)制備酚醛樹脂、氨和一種糖制劑的含水制劑；ii)將制劑施加給礦棉；和iii)固化礦棉形成產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括i)制備酚醛樹脂和氨的含水制劑；ii)混合樹脂制劑和糖制劑；iii)將樹脂制劑和糖制劑的混合物施加給礦棉；和iv)固化礦棉形成產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括i)制備一種酚醛樹脂和糖制劑的含水制劑；ii)混合樹脂制劑和氨的含水制劑；iii)將樹脂制劑和糖制劑的混合物施加給礦棉；和iv)固化礦棉形成產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括i)制備含酚醛樹脂的制劑；ii)混合樹脂制劑、糖制劑和氨的含水制劑；iii)將樹脂制劑和糖制劑的混合物施加給礦棉；和iv)固化礦棉形成產(chǎn)品。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中所述的方法，其中樹脂制劑含氨量使PH大于7。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中所述的方法，其中樹脂制劑的PH為8-11，優(yōu)選8-10，更優(yōu)選8.5-9.5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中所述的方法，其中糖制劑含有單糖、雙糖、低聚糖和/或多糖。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中糖制劑包括葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖、糖汁、糖漿和/或葡聚糖。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中所述的方法，其中加入的糖制劑是1-80％wt、優(yōu)選15-80％wt的水溶液。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中所述的方法，其中加入的糖制劑相對于氨為化學計算量或超量。
11.用于制備權(quán)利要求1-10中的礦棉制品的設(shè)備，包括一個容納樹脂制劑的容器和一個容納糖制劑的容器。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備基于礦棉的產(chǎn)品的方法,包括:i)制備酚醛樹脂、氨和一種糖制劑的含水制劑;ii)將制劑施加給礦棉;和iii)固化礦棉形成產(chǎn)品,以及用于制備該礦棉制品的設(shè)備,包括一個容納樹脂制劑的容器和一個容納糖制劑的容器。
文檔編號D06M15/37GK1179140SQ96192702
公開日1998年4月15日 申請日期1996年2月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月21日
發(fā)明者M·J·A·M·修斯, J·M·W·庫佩斯, T·修斯墨恩 申請人:羅克沃爾拉皮努斯公司