[发明专利]用于矿物纤维的不含甲醛的粘结组合物

说明书

技术领域

本发明概括地涉及用于矿物纤维的不含甲醛的水性粘结组合物(粘合剂)，其包含氨基磺酸铵和至少一种单糖。

背景技术

例如在民用或工业建筑中广泛用作隔热和隔声材料的纤维矿物材料，如岩棉或玻璃棉，在本领域中是已知的。这类材料由矿物纤维通过粘结组合物(粘合剂)结合形成，通常是含水的；材料中包含聚合/交联剂，具有热固性并能够通过高温热机械处理紧固地连接纤维。在此方面，这些纤维矿物材料的制备方法通常包括下面的步骤：首先产生所谓的“自由”(即未连接的)矿物纤维，然后将所述自由纤维用粘结组合物热浸渍，由于接触和高温作用，组合物聚合，从而使纤维紧紧接合在一起，并形成最终的纤维材料。

可用于此目的多种水性粘结组合物是本领域已知的。这些组合物含有能够通过美拉德反应(对美拉德反应的一般参考见，例如，GP Ellis等人的Advances in Carbohydrate Chem,1959,63-134页)聚合的化合物，例如糖和蛋白质，或多元或一元羧酸和氨源，且进一步包括不同类型的聚合/交联剂。

WO2000996532公开了用于不同性质纤维的含单糖和一元羧酸铵盐的粘结组合物，其特征在于不含甲醛。

US5300562公开了一种粘结组合物(粘合剂)，可用于制备玻璃纤维材料，它包含在甲醛和尿素存在下的酚醛树脂。然而，使用上述酚醛树脂有一个缺点，就是可能从最终的纤维材料中释放出甲醛，这是众所周知的一种剧毒物质并有害健康。酚醛树脂替代物的代表为丙烯酸类树脂，其包含替代所述酚类组分的丙烯酸基聚合物组分且基本上不含甲醛。然而，所述组合物生产成本高，从工业生产角度考虑是不利的。

US8114210公开了一种用作纤维材料粘合剂的水溶液，其包含还原糖，作为聚合/交联剂的无机铵盐(硫酸铵)，以及，任选地，羧酸。

申请人现已惊奇地发现一种不含甲醛的水性粘结组合物(粘合剂)，其可用于纤维矿物材料的制备，并包含作为聚合/交联剂的选自氨基磺酸铵或碱金属或碱土金属的氨基磺酸盐的有机盐，这使得解决现有技术的问题成为可能，并确保如下详细描述的进一步的优点。

发明内容

第一方面，本发明涉及一种不含甲醛的水性粘结组合物(粘合剂)，其包含：

至少一种单糖，

氨基磺酸铵或碱金属或碱土金属的氨基磺酸盐，

氢氧化铵(NH₄OH)，和/或有机或无机铵盐。

在进一步方面，本发明涉及所述水性粘结组合物在制备纤维矿物材料例如玻璃棉和岩棉中的应用。

在另外的方面，本发明涉及通过包含聚合本发明的水性粘结组合物的方法获得的纤维矿物材料。

具体实施方式

“水性粘结组合物”是指通过在水中溶解所述组合物的组分得到的水溶液，作为纤维材料的潜在粘结剂(粘合剂)。

除非另有说明，组分的“重量百分比”是指所述组分相对于干的即不含水的组合物(干组合物)的组分总重量的百分比。

本发明的组合物可有效地用于制备纤维材料，如玻璃棉或岩棉。可使用已知的技术制备通常用作隔热和隔声材料的所述纤维材料，所述技术提供自由玻璃或岩石纤维的初步形成，然后用粘结组合物(粘合剂)浸渍所述纤维，随后热聚合后者以将矿物纤维牢固地结合在一起。

因此，在第一方面，本发明涉及一种水性粘结组合物(粘合剂)，其特征在于除含至少一种单糖和氨源如氢氧化铵(或铵水合物，具有分子式NH₄OH)和/或有机或无机铵盐外，还含有氨基磺酸铵或碱金属或碱土金属的氨基磺酸盐。

在这方面，可使用的有机铵盐的例子是单或双羧基有机酸的盐，所述有机酸优选选自：柠檬酸，酒石酸，乙醇酸，苹果酸和乳酸。可使用的无机铵盐优选选自硝酸铵，磷酸铵和硫酸铵。

在一个实施方案中，本发明的组合物包含氢氧化铵和/或有机或无机铵盐，其重量百分比至少为2％，优选为2-10％，更优选为2-5％。

上述氢氧化铵和/或有机或无机的铵盐的存在，除了提供氨源，也用于调节本发明的组合物的pH至5-9中的值，优选6-8。在该pH下，事实上，已观察到在纤维矿物材料的制备过程中本发明的组合物具有更大的聚合速率。