[发明专利]一种矿物棉专用的单组分无甲醛定型剂及其适用期测定方法

说明书

本申请提供一种矿物棉专用的单组分无甲醛定型剂及其适用期的检测方法，所述无甲醛定型剂使用无甲醛粘结剂作为基体成分，与可相容性反应型硅烷偶联剂混合，可选地，还包括憎水剂和防尘油等助剂，可制得具有长期稳定性的矿物棉制品定型剂，所述定型剂不仅从根源上避免使用甲醛，达到环保要求，并且，所述定型剂的适用期可达6个月以上，甚至可达12个月以上，一改传统定型剂均需要现用现配的行业现状，提供了一种“开盖即用”的定型剂，实现了单组分定型剂的量产，从而保证定型剂的品质稳定性，本申请提供的检测方法能够实现实验室检测矿物棉定型剂的适用期，而无需上产线。

技术领域

本发明属于高分子化工材料领域，具体涉及一种矿物棉专用单组分无甲醛定型剂及其适用期测定方法。

背景技术

矿物棉通常包括岩棉、玻璃棉和矿渣棉。由于矿物棉具有容量轻、保温性好、热导率小、耐热性强、隔音、防水、化学性能稳定、抗酸碱以及耐腐蚀等性能，成为一种新型的轻质保温材料。矿物棉行业中通常需要使用定型剂粘结松散的矿物棉并将其定型成具有预设形状的板、毡、棉等矿物棉制品，从而使矿物棉制品具有预设的强度。

长期以来，矿物棉行业所使用定型剂的基体成分主要包括脲醛树脂、酚醛树脂或者三聚氰胺树脂三醛树脂(简称“三醛树脂”，以下同)，其中，以酚醛树脂为基体成分的定型剂使用量最大，每年在矿物棉行业所消耗的酚醛树脂含量约为60万吨。由于酚醛树脂中不可避免地残留有大量作为制备酚醛树脂的主要原料甲醛，然而，甲醛是一级致癌物，因此，使用以酚醛树脂为基体成分的定型剂对矿物棉生产者以及矿物棉用户均会造成巨大的潜在身体危害和环境危害。

随着国家对环保监管进一步趋严，使用传统定型剂的矿物棉生产者由于所产生的大量甲醛以及苯酚污水而受到严格的管制甚至停产，因此矿物棉行业急需一款用于替代传统定型剂的环保安全的定型剂。

此外，矿物棉所使用的定型剂中通常还需要添加硅烷偶联剂、憎水剂和防尘油等助剂，其中，硅烷偶联剂是大部分矿物棉制品必须要添加的助剂，用于提高矿物棉纤维之间粘结强度，特别是在高温高湿下的湿强度，从而提高矿物棉制品的耐水汽和耐老化性能；憎水剂是大部分高端矿物棉制品所添加的助剂，主要包括二甲基硅油或者改性硅油等，其作用是憎水防潮，使矿物棉制品表面具有“荷叶”憎水疏水效应和防潮效应，从而防止矿物棉制品由于吸水吸潮而导致的隔热性能降低；防尘油是基于矿物基础油、玉米油、菜籽油及其组合物制成的油类助剂，用于提高矿物棉纤维的柔韧性，使得矿物棉制品在切割过程中矿物棉纤维不易断裂散逸，从而减少在生产和使用过程中所产生的粉尘。

通常，硅烷偶联剂、憎水剂和防尘油通常是现用现配，而不是直接添加到酚醛树脂或者其它无甲醛定型中做成单组分无甲醛定型剂，主要原因有：

1、酚醛树脂本身的稳定性较差，高温环境，如30℃～40℃下，适用期只有15天-45天，不适合做单组分无甲醛定型剂；

2、由于酚醛树脂原液中含有大量的游离甲醛，通常需要添加诸如尿素、氨水等具有吸收甲醛作用的助剂，但是加入所述助剂后，在高温环境，如30℃～40℃下，定型剂的稳定性进一步减弱，适用期缩短至仅为2-10天；

3、酚醛树脂在使用过程中还需要添加硫酸铵等促进剂用来降低固化温度，添加硫酸铵固化剂后，在高温环境，如30℃～40℃下，适用期会进一步缩短到4h-8h；

4、酚醛树脂为碱性，如KH550等偶联剂添加到酚醛树脂体系中后会迅速水解，导致缩聚失效，因此，常用的酚醛树脂偶联剂也无法用于制备单组分无甲醛定型剂。

5、常用的憎水剂和防尘油通常做成水性乳液，由于使用酚醛树脂作为定型剂基体，所添加的助剂基本都现用现配，因此，憎水剂和防尘油也都是现用现配。

传统配制定型剂方式存在至少以下几点问题：

1、定型剂在配制后要立即使用，如果后续生产线临时停车，定型剂可能由于存放时间过长而失效，不仅降低了连续生产的灵活性，而且还增加生产厂商的切换成本；