[发明专利]聚酯粘合组合物

说明书

                相关申请的交叉参考

本申请在35 U.S.C.§119(e)下要求2004年10月13日提出的美国临时申请序列号60/618441和2005年7月19日提出的美国临时申请序列号60/700486的权益，本申请参考引用这些公开。

                     发明领域

本发明涉及非织造纤维用粘合剂组合物。特别是，本发明涉及非织造纤维用可热固化聚酯粘合剂。

                     背景技术

玻璃纤维绝缘产品一般包括通过固化的热固性聚合可熔酚醛树脂(resole resin)结合在一起的毡化玻璃纤维。在这种产品的制造过程中，将熔融玻璃流拉伸成不同长度的纤维，然后吹入成型腔中，在成型腔中使其几乎没有组织地，或以不同图案，作为毡沉积到移动的传送带上。当纤维在成型腔中运输并在拉伸操作后仍然还热的时候，向纤维喷以水性树脂粘合剂溶液。玻璃纤维的余热以及成型操作期间空气通过纤维毡的流动通常会蒸发掉树脂粘合剂的大部分水分，从而在纤维上留下的粘合剂的剩余组分是粘性或半粘性高固体液体。所得涂覆的纤维毡一般称为“湿毯”。然后将这种由于在成型腔中高速气流通过该毡而以压缩状态形成的涂覆的纤维毡或湿毯从成型腔输送到转移区，在转移区该毡由于玻璃纤维的回弹力而垂直膨胀。这种垂直膨胀在商业上可接受的玻璃纤维隔热或隔音产品制造工艺中很重要。接着，将涂覆的毡转移到固化烘箱中，在此处使热风吹过该毡以固化粘合剂并将玻璃纤维牢固地结合在一起。

可熔酚醛树脂是酚与醛的摩尔比为约1∶1.1-约1∶5的酚醛树脂。优选酚与醛的比为约1∶2-约1∶3。可熔酚醛树脂的酚组分可包括各种取代和未取代的酚化合物。可熔酚醛树脂的醛组分优选甲醛，但可包括所谓的掩蔽醛或醛等价物，例如缩醛或半缩醛。合适醛的具体实例包括：甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、糠醛和苯甲醛。

传统方法中采用酚-甲醛(PF)可熔酚醛树脂，以及用脲扩链的酚-甲醛可熔酚醛树脂(PFU树脂)，并在过去数年中极大地依赖它们来制备玻璃纤维绝缘产品用粘合剂。虽然这些树脂很便宜，并提供了具有期望的物理性能的固化玻璃纤维绝缘产品，但它们往往具有很高的游离甲醛含量，且特殊的或讨厌的气味限制了它们在某些应用中的用途。此外，在玻璃纤维绝缘产品制造期间，存在潜在的甲醛排放和工人暴露。因此，用PF和PFU可熔酚醛树脂作为绝缘产品主要粘合剂组分的制造厂往往需要安装昂贵的控制装置以最小化工人对甲醛排放的可能暴露，并安装昂贵的减排装置来处理废气，以满足特定的Maximum Achieveable Control Technology(MACT)要求标准。无甲醛产品或工艺的选择包括：i)在粘合剂中添加甲醛清除剂，以降低或清除游离甲醛，从而限制其后续排放和/或气味；ii)使树脂反应持续较长时间，以降低树脂产品中的游离甲醛含量；或iii)利用无甲醛树脂配方。

使用甲醛清除剂会造成沉淀，这来源于清除剂本身和/或清除剂和任何残余甲醛的不可溶加合物。此外，使树脂反应持续足以达到目标甲醛含量的较长时间会使树脂产品伴随着较高的分子量。这种较高分子量树脂会缺乏某些应用所需的性能，例如往往很粘稠，使粘合剂以及涂覆粘合剂的玻璃纤维制品粘附在生产设备上。此外，较高分子量PF可熔酚醛树脂往往具有较高的“tetradimer”含量。Tetradimer是在碱催化条件下制备的酚醛树脂中存在的高度结晶的PF二聚物，其往往很容易沉淀。当清除树脂中的游离甲醛时似乎更容易沉淀。Tetradimer沉淀可导致喷嘴堵塞，并在树脂粘合剂储存罐中以及在树脂本身中导致形成必须要除去的沉淀。

因此，作为PF和PFU可熔酚醛树脂的替代物，无甲醛树脂配方用作玻璃纤维绝缘和其他产品制造中的粘合剂已日益受到关注。

                     发明概述

描述了水性粘合剂组合物。一方面，该水性粘合剂组合物是无甲醛的。另一方面，该水性粘合剂组合物可热固化。另一方面，该水性粘合剂组合物具有碱性pH。还描述了用于制造纤维产品的水性粘合剂组合物，纤维产品包括非织造纤维产品例如由玻璃纤维和/或其他纤维包括耐热纤维等组成的纤维产品。水性粘合剂组合物以及使用该粘合剂组合物的相关方法可包括这里描述的一个或几个特征或特征的组合。