[发明专利]用于纤维，尤其矿物纤维的无甲醛的胶料组合物和获得的产品

说明书

技术领域

本发明涉及基于用无甲醛的粘结剂粘结的纤维，特别地矿物纤维的产品的领域。

更特别地，本发明涉及其纤维为矿棉，特别地玻璃棉或者岩石棉形式的隔热和/或隔音产品。

背景技术

基于矿棉的阻隔产品(produits d'isolation)的制备通常包括制备棉本身的步骤，其可以通过各种方法(例如根据已知的通过内部或者外部离心(centrifugation interne ou externe)的纤维化技术)进行。

内部离心(centrifugation interne)在于将熔化材料(通常玻璃或者岩石)引入到包括众多小孔口的离心装置中，在离心力作用下使该材料喷射向该装置的四周壁并且从那里以长丝形式逸出。在离开该离心装置时，长丝通过具有高温和高速的气体流朝着接收部件方向牵拉和夹带以形成纤维网层(或者矿棉)。

外部离心(centrifugation externe)其在于将所述熔融材料倾倒在旋转部件(被称为转子)的外部周边表面上，从那里所述材料在离心力作用下被喷出。也提供了通过气体流的牵拉工具和收集在接收部件上的工具。

为了保证纤维彼此组装在一起并可以使得该网层具有内聚力，在从该离心装置的出口向接收部件的路径上，使包含热固性树脂的胶料组合物施用在纤维上。在通常大于100℃的温度下使该用胶料涂覆的纤维网层经受热处理以引起树脂的缩聚并因此获得具有特定性质(特别地尺寸稳定性、拉伸强度、在压缩后的厚度恢复和均匀颜色)的隔热和/或隔音产品。

待喷射在矿棉上的胶料组合物通常以包含热固性树脂和添加剂(如用于使该树脂交联的催化剂、粘合的促进硅烷、防尘矿物油等等)的水溶液形式进行提供。该胶料组合物最通常通过喷雾施用于该纤维上。

胶料组合物的性质主要取决于树脂的特征。从施用的观点来看，该胶料组合物需要具有优良的喷雾性和能被沉积在纤维的表面上以有效地使它们粘接。

该树脂在用于形成胶料组合物之前的给定时间段期间应该是稳定的，所述组合物通常在使用时通过使树脂和上述的添加剂混合进行制备。

在规章制度方面，该树脂必须被认为是非污染性的，即它包含(和它在上胶步骤期间或者随后产生)尽可能少的对人体健康或者环境有害的化合物。

最通常使用的热固性树脂是属于可熔酚醛树脂类的酚醛树脂。除了它们在上述热条件下的优良的交联能力，这些树脂可溶于水中，具有优良的与矿物纤维(特别地玻璃纤维)的亲合力，并且是相对便宜的。

这些可熔酚醛树脂通过在碱性催化剂存在时以大于1的甲醛/酚摩尔比由酚和甲醛的缩合获得，以促进在酚和甲醛之间的反应并降低在树脂中的残余酚的含量。通过限制单体的缩合程度方式进行酚和甲醛之间的缩合反应，以避免形成长的、较不溶于水的链，其降低了可稀释度。因此，树脂包含一定比例的未反应单体，特别地甲醛，其存在是不希望的(由于它的已知的有害影响)。

因此，基于可熔酚醛树脂的树脂通常用脲进行处理，脲与甲醛反应同时以非挥发性的脲-甲醛缩合物形式俘获游离甲醛。脲在树脂中的存在此外由于脲的低成本而带来一定经济优点，因为可以以相对大量地引入它而不影响该树脂的操作品质，特别地不会有害于最终产品的机械性质，这显著地降低了该树脂的总成本。

然而，已经观察到，在该网层为获得树脂的交联而经受的温度条件下，脲-甲醛缩合物不是稳定的；它们分解同时再产生甲醛和脲(脲随后至少部分地分解为氨)，其被释放到工厂的大气中。

越来越严厉的关于环境保护的规章迫使阻隔产品的制造商寻找可以进一步地降低不希望的排放物(特别地甲醛)的水平的解决方案。

替换在胶料组合物中的可熔酚醛树脂的解决方案是已知的。

第一技术方案基于使用羧酸聚合物，特别地丙烯酸聚合物。

在US5340868中，胶料包含多羧酸聚合物，β-羟基酰胺和至少三官能团的单体羧酸。

已经提供了包含多羧酸聚合物、多元醇和催化剂的其它胶料组合物，该催化剂可以是包含磷的化合物(US5318990、US5661213、US6331350、US2003/0008978)、氟硼酸盐(US5977232)或氨腈、二氰胺或者氰基胍(US5932689)。

基于多羧酸聚合物和多元醇的胶料组合物另外可以包含阳离子、两性或者非离子型表面活性剂(US2002/0188055)，硅烷类型偶联剂(US2004/0002567)或者糊精(作为共粘合剂)(US2005/0215153)。