Проклеивающая композиция для минеральной ваты на основе восстанавливающего сахарида и гидрированного сахарида и полученные изоляционные продукты
Формула / Реферат
1. Проклеивающая композиция для изоляционных продуктов на основе минеральной ваты, отличающаяся тем, что она содержит
по меньшей мере один восстанавливающий сахарид;
по меньшей мере один гидрированный сахарид, выбранный из эритрита, арабитола, ксилита, сорбита, маннита, идита, мальтита, изомальтита, лактита, целлобита, палатинита, мальтотритола и продуктов гидрирования гидролизатов крахмала;
по меньшей мере один полифункциональный сшивающий агент, выбранный из органических поликарбоновых кислот или солей этих кислот, ангидридов и полиальдегидов,
причем гидрированный сахарид(ы) составляет от 10 до 90% от общего веса восстанавливающих сахаридов и гидрированных сахаридов.
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что восстанавливающий сахарид выбран из восстанавливающих моносахаридов, содержащих от 3 до 8 атомов углерода, предпочтительно от 5 до 7.
3. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что восстанавливающий моносахарид является альдозой.
4. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что альдоза является гексозой, такой как глюкоза, манноза и галактоза.
5. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что восстанавливающий сахарид является восстанавливающим полисахаридом со средневесовой молекулярной массой меньше 100000, предпочтительно меньше 50000, благоприятно меньше 10000 и еще лучше выше 180.
6. Композиция по п.5, отличающаяся тем, что восстанавливающий полисахарид состоит более чем на 50 вес.% из звеньев глюкозы.
7. Композиция по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что восстанавливающий сахарид является смесью восстанавливающего моносахарида(ов) и/или восстанавливающего полисахарида(ов), в частности декстрином.
8. Композиция по п.7, отличающаяся тем, что декстрин имеет эквивалент декстрозы больше или равный 5, предпочтительно больше или равный 10, благоприятно больше или равный 15 и еще лучше меньше 100.
9. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что гидрированный сахарид является продуктом гидрирования гидролизата крахмала, предпочтительно сиропом мальтита.
10. Композиция по п.1 или 9, отличающаяся тем, что гидрированный сахарид имеет среднечисленную молекулярную массу ниже 100000, предпочтительно ниже 50000, более предпочтительно ниже 5000, в частности ниже 1000, и еще более предпочтительно выше 150.
11. Композиция по одному из пп.1-10, отличающаяся тем, что гидрированный сахарид(ы) составляет от 18 до 80% от общего веса восстанавливающих сахаридов и гидрированных сахаридов, предпочтительно от 30 до 70%, предпочтительно от 40 до 60%.
12. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что органическая поликарбоновая кислота содержит по меньшей мере две карбоксильные группы, предпочтительно не более 300, более предпочтительно не более 70 и еще более предпочтительно максимум 15 карбоксильных групп.
13. Композиция по п.12, отличающаяся тем, что органическая поликарбоновая кислота является неполимерной или полимерной кислотой, и тем, что она имеет среднечисленную молекулярную массу обычно меньше или равную 50000, предпочтительно меньше или равную 10000 и более предпочтительно меньше или равную 5000.
14. Композиция по п.12 или 13, отличающаяся тем, что органическая поликарбоновая кислота является неполимерной и содержит от двух до четырех карбоксильных групп.
15. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что ангидрид является малеиновым ангидридом, янтарным ангидридом или фталевым ангидридом.
16. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что полиальдегид является неполимерным диальдегидом, таким как глиоксаль, глутаровый альдегид, 1,6-гександиаль или 1,4-терефталевый диальдегид.
17. Композиция по одному из пп.1-16, отличающаяся тем, что восстанавливающие сахариды и гидрированные сахариды составляют от 10 до 90% веса смеси, состоящей из восстановительного сахарида(ов), гидрированного сахарида(ов) и полифункционального сшивающего агента, предпочтительно от 20 до 85%, более предпочтительно от 30 до 80%, еще более предпочтительно от 40 до 65% и особенно предпочтительно от 45 до 65%.
18. Композиция по одному из пп.1-17, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит катализатор, выбранный из кислот и оснований Льюиса, соединений, содержащих фосфор, и соединений, содержащих фтор и бор.
19. Композиция по п.18, отличающаяся тем, что катализатор составляет до 20% от общего веса восстанавливающих сахаридов, гидрированных сахаридов и полифункционального сшивающего агента, предпочтительно до 10%, предпочтительно его содержание больше или равно 1%.
20. Композиция по одному из пп.1-19, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит указанные ниже добавки в следующих пропорциях, рассчитанных на 100 вес.ч. восстанавливающих сахаридов, гидрированных сахаридов и полифункционального сшивающего агента:
0-2 ч. силана, в частности аминосилана или эпоксисилана,
0-20 ч. масла, предпочтительно 4-15 ч.,
0-30 ч. мочевины, предпочтительно 0-20 ч.,
0-5 ч. силикона,
0-20 ч. полиола, отличного от вышеуказанных сахаридов,
0-30 ч. присадки, выбранной из производных лигнина, таких как лигносульфонат аммония (LSA) или лигносульфонат натрия, и растительных или животных белков.
21. Звуко- и/или теплоизоляционный продукт на основе минеральной ваты, проклеенной с помощью проклеивающей композиции по одному из пп.1-20.
22. Звуко- и/или теплоизоляционный продукт по п.21, отличающийся тем, что минеральная вата представляет собой каменную вату или стекловату.
23. Вуаль из минеральных волокон, проклеенных с помощью проклеивающей композиции по одному из пп.1-20.
24. Вуаль из минеральных волокон по п.23, отличающаяся тем, что минеральные волокна представляют собой каменные волокна или стекловолокна.
25. Способ получения звуко- и/или теплоизоляционного продукта на основе минеральной ваты по п.21 или вуали из минеральных волокон по п.23, согласно которому получают минеральную вату или минеральные волокна, наносят на указанную вату или указанные волокна проклеивающую композицию и обрабатывают указанную вату или указанные волокна при температуре, позволяющей осуществить сшивку композиции и сформировать неплавкое связующее, отличающийся тем, что проклеивающая композиция содержит
по меньшей мере один восстанавливающий сахарид;
по меньшей мере один гидрированный сахарид, выбранный из эритрита, арабитола, ксилита, сорбита, маннита, идита, мальтита, изомальтита, лактита, целлобита, палатинита, мальтотритола и продуктов гидрирования гидролизатов крахмала;
по меньшей мере один полифункциональный сшивающий агент, выбранный из органических поликарбоновых кислот или солей этих кислот, ангидридов и полиальдегидов,
причем гидрированный сахарид(ы) составляет от 10 до 90% от общего веса восстанавливающих сахаридов и гидрированных сахаридов.
Текст
Изобретение относится к изоляционным продуктам на основе минеральной ваты, в частности стекловаты или каменной ваты, которая содержит по меньшей мере один восстанавливающий сахарид, по меньшей мере один гидрированный сахарид и по меньшей мере один полифункциональный сшивающий агент, причем гидрированный сахарид(ы) составляет от 10 до 90% от общего веса восстанавливающих сахаридов и гидрированных сахаридов. Объектом изобретения являются также полученные изоляционные продукты на основе минеральных волокон и способ их получения. ПРОКЛЕИВАЮЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ НА ОСНОВЕ ВОССТАНАВЛИВАЮЩЕГО САХАРИДА И ГИДРИРОВАННОГО САХАРИДА И ПОЛУЧЕННЫЕ ИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПРОДУКТЫ Настоящее изобретение относится к области тепло- и/или звукоизоляционных продуктов на основе минеральной ваты, в частности стекловаты или каменной ваты, и органического связующего, не содержащего формальдегида. В частности, изобретение относится к проклеивающей композиции, способной к сшивке, чтобы получить указанное органическое связующее, которая содержит восстанавливающий сахарид, гидрированный сахарид и полифункциональный сшивающий агент. Объектом изобретения является также способ получения указанной проклеивающей композиции и изоляционные продукты, полученные этим способом. Получение изоляционных продуктов на основе минеральной ваты включает обычно этап получения самой ваты, который может осуществляться различными способами, например согласно известному методу получения волокон внутренним или внешним центрифугированием. Внутреннее центрифугирование состоит во введении расплавленного минерального материала(стекла или породы) в центробежное устройство, содержащее множество маленьких отверстий, материал выбрасывается к боковой стенке устройства под действием центробежной силы и выходит из него в виде филаментов. На выходе центробежного устройства филаменты вытягиваются и увлекаются в приемник потоком газа, имеющим повышенные температуру и скорость, чтобы образовать там холст волокон (или минеральную вату). Что касается внешнего центрифугирования, оно состоит в выливании расплавленного материала на внешнюю периферийную поверхность вращающихся механизмов, называемых роторами, откуда расплав выбрасывается под действием центробежной силы. Устройства вытяжки газовым потоком и сбор на приемнике также предусмотрены. Чтобы обеспечить соединение волокон друг с другом и позволить холсту иметь когезию, на волокна на пути от выхода центробежного устройства к приемнику наносят проклеивающую композицию,содержащую термореактивную смолу. Ваточный холст, покрытый проклеивающей композицией, подвергают термообработке, обычно при температуре выше 100 С, чтобы осуществить поликонденсацию смолы и получить в результате тепло- и/или звукоизоляционный продукт с особыми свойствами, в частности со стабильностью размеров, прочностью на разрыв, восстановлением толщины после сжатия и однородной окраской. Проклеивающая композиция для нанесения на минеральную вату обычно находится в форме водного раствора, содержащего термореактивную смолу и добавки, такие как катализатор сшивки смолы,силан (промотор адгезии), противопыльное минеральное масло и т.п. Проклеивающую композицию чаще всего наносят на волокна распылением. Свойства проклеивающей композиции зависят в большой степени от характеристик смолы. С точки зрения нанесения необходимо, чтобы проклеивающая композиция имела хорошую способность к распылению и могла осаждаться на поверхность волокон для их эффективного связывания. Смола должна быть стабильной в течение определенного периода времени до ее применения для получения проклеивающей композиции, которую готовят обычно в момент применения путем смешивания смолы и упомянутых выше добавок. В законодательном плане необходимо, чтобы смолу можно было считать незагрязняющей, то есть чтобы она содержала (и чтобы она не образовывала на этапе склеивания или позднее) как можно меньше соединений, которые могут повредить здоровью человека или окружающей среде. Наиболее широко применяющимися термореактивными смолами являются фенольные смолы, относящиеся к семейству резолов. Наряду с их хорошей способностью к сшивке в вышеуказанных температурных условиях, эти смолы растворимы в воде, обладают хорошим сродством к минеральным волокнам, в частности стекловолокнам, и относительно недороги. Наиболее распространенные резолы получают конденсацией фенола и формальдегида в присутствии основного катализатора. По окончании эти резолы содержат некоторую долю непрореагировавших мономеров, в частности формальдегида, присутствие которого нежелательно из-за его доказанных побочных эффектов. По этой причине смолы на основе резола обычно обрабатывают мочевиной, которая реагирует со свободным формальдегидом, связывая его в виде нелетучих мочевиноформальдегидных конденсатов. Наличие мочевины в смоле дает, кроме того, определенную экономическую выгоду благодаря ее низкой стоимости, так как можно ввести относительно большое количество мочевины, не влияя на рабочие характеристики смолы, в частности не ухудшая механические свойства конечного продукта, что заметно снижает полную стоимость смолы. Однако наблюдалось, что в температурных условиях, в которых находится ваточный холст для того, чтобы обеспечить сшивку смолы, мочевиноформальдегидные конденсаты нестабильны, они разлагаются с образованием формальдегида и мочевины (которая, в свою очередь, по меньшей мере, частично разлагается с образованием аммиака), выделяющихся в атмосферу завода. Поскольку законодательство в области охраны окружающей среды становится все более жестким,это заставляет производителей изоляционных продуктов искать решения, позволяющие еще больше снизить уровень нежелательных выделений, в частности формальдегида. Решения по замене резолов в проклеивающих композициях известны, они основаны на применении карбоновой кислоты и спирта. В патенте US 5340868 проклеивающая композиция содержит поликарбоновый полимер, гидроксиламид и мономерную карбоновую кислоту, по меньшей мере трифункциональную. Были описаны также проклеивающие композиции, содержащие алканоламин по меньшей мере с двумя гидроксильными группами, и поликарбоновый полимер (US 6071994, US 6099773, US 6146746),которые могут комбинироваться с сополимером (US 6299936). Предлагались также проклеивающие композиции, содержащие поликарбоновый полимер и полиол(US 2002/0091185, US 2002/0091185). Кроме того, эти композиции могут включать в себя катализатор, который может быть соединением,содержащим фосфор (US 5318990, US 5661213, US 6331350, US 2003/0008978), фторборат (US 5977232) или же цианамид, дицианамид или цианогуанидин (US 5932689), или катионный, амфотерный или неионный ПАВ (US 2002/0188055), или же связующий агент силанового типа (US 2004/0002567). В документе WO 2006/120523 описана проклеивающая композиция, которая содержит (а) поливиниловый спирт, (b) полифункциональный сшивающий агент, выбранный из неполимерных многоосновных кислот или из солей, ангидридов или неполимерного полиальдегида, и (с) (факультативно) катализатор, причем весовое отношение (а):(b) лежит в интервале от 95:5 до 35:65 и рН больше или равен 1,25. Из WO 2008/053332 известна также проклеивающая композиция, которая содержит продукт присоединения (а) сахарного полимера и (b) полифункционального сшивающего агента, выбранного из мономерных многоосновных кислот или их солей и ангидридов, причем продукт получают в таких условиях, чтобы весовое отношение компонентов (а):(b) составляло от 95:5 до 35:65. Кроме того, были описаны проклеивающие композиции, в которых весь или часть спирта была заменена одним или несколькими сахаридами. В US 2005/0215153 проклеивающая композиция образована из предшественника связующего, содержащего полимер карбоновой кислоты и полиол, и из декстрина в качестве со-связующего. В US 5895804 проклеивающая композиция содержит поликарбоновый полимер с молекулярным весом, больше или равным 1000, и полисахарид с молекулярным весом, больше или равным 10000. В WO 2009/080938 проклеивающая композиция содержит по меньшей мере одну органическую поликарбоновую кислоту с молекулярной массой, больше или равной 1000, и по меньшей мере один моносахарид и/или полисахарид. Наконец, из WO 2010/029266 известна проклеивающая композиция, которая содержит по меньшей мере один гидрированный сахар и полифункциональный сшивающий агент. Настоящее изобретение имеет целью улучшить известные проклеивающие композиции, в частности, какие раскрыты в документе WO 2009/080938, и тепло- и/или звукоизоляционные продукты, полученные из этой композиции. Действительно, было установлено, что нанесение распылением указанной проклеивающей композиции на минеральные волокна приводит к неудовлетворительным результатам: вскоре после распыления часть воды, содержащейся в каплях, выводится, что ведет к существенному увеличению вязкости проклеивающей композиции. Отсюда следует, что капли менее эффективно распределяются по поверхности минеральных волокон и, таким образом, затрудняется проникновение к точкам стыка волокон. Чтобы устранить этот недостаток, в проклеивающую композицию или, отдельно, на волокна в момент распыления следует добавить дополнительное количество воды. Увеличение количества воды, расходуемой на распыление, создает проблемы в печи, где обрабатывают маты из проклеивающих минеральных волокон, чтобы осуществить сшивку связующего. Чтобы отвести лишнюю воду, нужно или повысить температуру в печи, или увеличить время пребывания мата в печи, снижая скорость производственной линии. Какое бы решение ни выбрать, в результате получается увеличение себестоимости конечного изоляционного продукта. Согласно изобретению заменяют часть сахарида в известной проклеивающей композиции гидрированным сахаридом, что позволяет уменьшить вязкость проклеивающей композиции до достаточно низкого значения, чтобы ее можно было должным образом распылять на минеральные волокна, не прибегая к добавлению воды. Другой целью изобретения является предложить проклеивающую композицию, которая позволяет получить повышенный выход связующего на промышленной линии (по-английски "binder lineefficiency"), как это будет указано позднее. Для достижения этих целей настоящее изобретение предлагает проклеивающую композицию для изоляционных продуктов на основе минеральной ваты, в частности стекловаты или каменной ваты, которая содержит по меньшей мере один восстанавливающий сахарид,по меньшей мере один гидрированный сахарид и по меньшей мере один полифункциональный сшивающий агент,причем гидрированный сахарид(ы) составляет от 10 до 90% от полного веса восстанавливающих сахаридов и гидрированных сахаридов. Термин "восстанавливающий сахарид" следует понимать в его обычном смысле, а именно как моносахарид или полисахарид, содержащий свободную гемиацетальную ОН-группу, причем эта группа оказывает, в частности, восстановительное действие на медно-щелочные растворы. В качестве примеров восстанавливающих моносахаридов можно назвать восстанавливающие сахариды, содержащие от 3 до 8 атомов углерода, предпочтительно альдозы и благоприятно альдозы, содержащие 5-7 атомов углерода. Особенно предпочтительными альдозами являются натуральные альдозы(относящиеся к ряду D), в частности гексозы, такие как глюкоза, манноза и галактоза. Восстанавливающий полисахарид согласно изобретению выбран из восстанавливающих полисахаридов, средневесовая молекулярная масса которых меньше 100000, предпочтительно меньше 50000, благоприятно меньше 10000 и еще лучше больше 180. Предпочтительно восстанавливающий полисахарид имеет коэффициент полидисперсности (IP), определенный как отношение средневесовой молекулярной массы к среднечисленной молекулярной массе,меньше или равный 10. Предпочтительно восстанавливающий полисахарид содержит по меньшей мере одно звено, выбранное из вышеназванных альдоз, предпочтительно глюкозу. Особенно предпочтительны восстанавливающие полисахариды, которые состоят в основном (более чем на 50 вес.%) из звеньев глюкозы. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления изобретение использует смесь восстанавливающих моносахарида(ов) и/или полисахарида(ов), в частности, полученных из растений, в частности декстрин. Декстрины являются соединениями, отвечающими общей формуле (C6H10CO5)n, получаемыми частичным гидролизом крахмала. Способы получения декстринов известны. Например, декстрины могут быть получены нагревом или сушкой досуха крахмала, обычно в присутствии кислотного катализатора,что приводит к разрыву молекул амилозы и амилопектина, из которых состоит указанный крахмал, с образованием продуктов с более низкой молекулярной массой. Декстрины можно также получить обработкой крахмала, ферментативным способом, одной или несколькими амилазами, в частности микробного происхождения, способными гидролизовать связи в крахмале. Тип обработки (химическая или ферментативная) и условия гидролиза имеют непосредственное влияние на среднюю молекулярную массу и на молекулярно-массовое распределение декстрина. Декстрины согласно изобретению могут быть получены из крахмала или производных крахмала различного растительного происхождения, например полученных из клубней, таких как картофель, маниока, маранта и батат, полученных из зерновых, таких как пшеница, кукуруза, рожь, рис, ячмень, просо,овес и сорго, полученных из плодов, таких как дикий и садовый каштан и лесные орехи, или полученных из бобовых, таких как горох и фасоль. Предпочтительны, в частности, декстрины, имеющие эквивалент декстрозы DE (от английскогоDextrose Equivalent) больше или равный 5, предпочтительно больше или равный 10, благоприятно больше или равный 15 и еще лучше меньше 100. Обычно эквивалент декстрозы DE определяется из следующего соотношения: Под "гидрированным сахаридом" понимаются все продукты, полученные в результате восстановления, неважно каким способом, сахарида, выбранного из моносахаридов, олигосахаридов и линейных,циклических или разветвленных полисахаридов, и смеси этих продуктов, в частности гидролизаты крахмала. Гидрирование сахарида можно осуществить известными способами, проводимыми в условиях повышенного давления водорода и повышенной температуры, в присутствии катализатора, выбранного из элементов групп IB, IIB, IVB, VI, VII и VIII Периодической системы, предпочтительно из группы, содержащей никель, платину, палладий, кобальт, молибден и их смеси. Предпочтительным катализатором является никель Ренея. Гидрирование превращает сахарид или смесь сахаридов (например, гидролизат крахмала) в соответствующие полиолы. Хотя это и не предпочтительно, гидрирование можно проводить и в отсутствие катализатора гидрирования, в присутствии другого источника водорода, чем водородсодержащий газ, например в присутствии боргидрида щелочного металла, как боргидрид натрия. В качестве примеров гидрированных сахаридов можно назвать эритрит, арабитол, ксилит, сорбит,маннит, идит, мальтит, изомальтит, лактит, целлобит, палатинит, мальтотритол и продукты гидрирования гидролизатов крахмала, в частности, выпускаемые в продажу компанией Roquette под названиемPolysorb. Предпочтительно использовать продукты гидрирования гидролизатов крахмала, предпочтительно сироп мальтита. Гидрированный сахарид согласно изобретению имеет среднечисленную молекулярную массу ниже 100000, предпочтительно ниже 50000, благоприятно ниже 5000, в частности ниже 1000, и еще лучше выше 150. В проклеивающей композиции гидрированный сахарид или сахариды предпочтительно составляют от 18 до 80% от полного веса восстанавливающих сахаридов и гидрированных сахаридов, благоприятно от 30 до 70% и еще лучше от 40 до 60%. Как указывалось выше, помимо снижения вязкости проклеивающей композиции, замена части сахарида гидрированным сахаридом оказывает положительный эффект на выход связующего в промышленной линии, служащей для производства изоляционных продуктов на основе минеральной ваты. Этот выход определяется как отношение количества связующего в конечном изоляционном продукте к количеству проклеивающей композиции (за исключением воды), используемой для получения этого продукта. Выход связующего будет более высоким при постоянном содержании сахарида в целом, когда проклеивающая композиция содержит по меньшей мере один гидрированный сахарид. Авторы изобретения полагают, что увеличение выхода проистекает из того, что гидрированный сахарид не способен к дегидратации, в отличие от негидрированных сахаридов. Полифункциональный сшивающий агент способен под действием тепла вступать в реакцию с гидроксильными группами восстанавливающего сахарида и гидрированного сахарида, образуя сложноэфирные связи, которые ведут к образованию полимерной сетки в конечном связующем. Указанная полимерная сетка позволяет установить связи на уровне точек стыка волокон в минеральной вате. Полифункциональный сшивающий агент выбран из органических поликарбоновых кислот или солей этих кислот, ангидридов и полиальдегидов. Под "органической поликарбоновой кислотой" понимается органическая кислота, содержащая по меньшей мере две карбоксильные группы, предпочтительно не более 300, благоприятно не более 70 и еще лучше максимум 15 карбоксильных групп. Органическая поликарбоновая кислота может быть полимерной или неполимерной кислотой; она имеет среднечисловую молекулярную массу обычно меньше или равную 50000, предпочтительно меньше или равную 10000 и благоприятно меньше или равную 5000. Неполимерная органическая поликарбоновая кислота является ациклической кислотой, разветвленной или нет, насыщенной или ненасыщенной, циклической кислотой или ароматической кислотой. Неполимерная органическая поликарбоновая кислота может быть дикарбоновой кислотой, как, например, щавелевая кислота, малоновая кислота, янтарная кислота, глутаровая кислота, адипиновая кислота, пимелиновая кислота, пробковая кислота, азелаиновая кислота, себациновая кислота, яблочная кислота, винная кислота, тартроновая кислота, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, малеиновая кислота, травматиновая кислота, камфорная кислота, фталевая кислота и ее производные, в частности, содержащие по меньшей мере один атом бора или хлора, тетрагидрофталевая кислота и ее производные, в частности, содержащие по меньшей мере один атом хлора,как хлорэндиковая кислота, изофталевая кислота, терефталевая кислота, мезаконовая кислота и цитраконовая кислота; трикарбоновой кислотой, как, например, лимонная кислота, трикарбаллиловая кислота,1,2,4- бутантрикарбоновая кислота, аконитовая кислота, гемимеллитовая кислота, тримеллитовая кислота и тримезиновая кислота; тетракарбоновой кислотой, как, например, 1,2,3,4-бутантетракарбоновая кислота и пиромеллитовая кислота. Особенно предпочтительно, чтобы неполимерная органическая поликарбоновая кислота содержала от двух до четырех карбоксильных групп. В качестве примеров полимерной органической поликарбоновой кислоты можно назвать гомополимеры ненасыщенной карбоновой кислоты, такой как (мет)акриловая кислота, кротоновая кислота, изокротоновая кислота, малеиновая кислота, коричная кислота, 2-метилмалеиновая кислота, фумаровая кислота, итаконовая кислота, 2-метилитаконовая кислота, ,-метиленглутаровая кислота и ненасыщенные сложные моноэфиры дикарбоновых кислот, такие как (C1-C10) алкилмалеаты и -фумараты, и сополимеры по меньшей мере одной вышеуказанной ненасыщенной карбоновой кислоты и по меньшей мере одного винилового мономера, такого как стирол, незамещенный или замещенный алкильной, гидроксиалкильной или сульфонильной группами или атомом галогена, (мет)акрилонитрил, (мет)акриламид, незамещенный или замещенный C1-С 10 алкильными группами, алкил(мет)акрилаты, в частности метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, н-бутил(мет)акрилат и изобутил(мет)акрилат, глицидил(мет)акрилат,бутадиен и виниловый эфир, в частности винилацетат. Предпочтительно проклеивающая композиция содержит по меньшей мере одну неполимерную органическую поликарбоновую кислоту, среднечисловая молекулярная масса которой меньше или равна 1000, предпочтительно меньше или равна 750 и благоприятно меньше или равна 500, возможно в смеси с по меньшей мере одной полимерной органической кислотой. Полифункциональный сшивающий агент может быть также ангидридом, в частности малеиновым ангидридом, янтарным ангидридом или фталевым ангидридом. Однако добавление ангидрида в проклеивающую композицию сильно снижает рН, что вызывает проблемы с коррозией оборудования в линии производства и гидролиза гидрированных сахаридов. Введение основания позволяет довести рН проклеивающей композиции до удовлетворительного значения, чтобы избежать этих проблем. Расходы, связанные с дополнительным добавлением основания делают использование ангидрида непредпочтительным. Полифункциональный сшивающий агент может также быть полиальдегидом. Под "полиальдегидом" понимается альдегид, содержащий по меньшей мере две альдегидные группы. Предпочтительно полиальдегид является неполимерным диальдегидом, как, например, глиоксаль,глутаровый альдегид, 1,6-гександиаль или 1,4-терефталевый диальдегид. Полиальдегиды обладают очень высокой химической активностью в отношении гидроксильных групп восстанавливающих сахаридов и гидрированных сахаридов, а также вообще гидроксильных групп,что может быть невыгодно, в частности уменьшением стабильности и/или преждевременным желатинированием проклеивающей композиции до проведения термической сшивки. Чтобы избежать этих недостатков, альдегидные группы полиальдегида предпочтительно блокируют, чтобы воспрепятствовать реакции с компонентами, имеющимися в проклеивающей композиции, до введения минеральной ваты в сушильную печь. В качестве примера агента, который позволяет блокировать альдегидные группы, можно назвать мочевину и цикломочевины. Из названных выше полифункциональных сшивающих агентов предпочтительны органические поликарбоновые кислоты. В проклеивающей композиции восстанавливающий сахарид(ы) и гидрированный сахарид(ы) составляют от 10 до 90% от веса смеси, состоящей из восстанавливающих сахаридов, гидрированных сахаридов и полифункционального сшивающего агента, предпочтительно от 20 до 85%, благоприятно от 30 до 80%, еще лучше от 40 до 65% и особенно предпочтительно от 45 до 65%. Обычно проклеивающая композиция согласно изобретению не содержит моноалкиламина, диалкиламина и алканоламина. Действительно, нежелательно, чтобы эти соединения (которые склонны реагировать с другими компонентами проклеивающей композиции) входили в полимерную сетку конечного связующего. Кроме того, проклеивающая композиция может содержать катализатор, кислотный или основный,функцией которого является, в частности, регулирование температуры начала сшивки. Катализатор может быть выбран из оснований и кислот Льюиса, таких как глины, оксид кремния,коллоидный или нет, органические амины, четвертичные амины, оксиды металлов, сульфаты металлов,хлориды металлов, сульфаты мочевины, хлориды мочевины и из катализаторов на основе силикатов. Катализатор может быть также соединением, содержащим фосфор, например гипофосфитная соль щелочного металла, фосфит щелочного металла, полифосфат щелочного металла, гидрофосфат щелочного металла, фосфорная кислота или алкилфосфорная кислота. Предпочтительно щелочной металл является натрием или калием. Катализатор может также быть соединением, содержащим фтор и бор, как, например, тетрафторборная кислота или соль этой кислоты, в частности тетрафторборат щелочного металла, такого как натрий или калий, тетрафторборат щелочно-земельного металла, такого как кальций или магний, тетрафторборат цинка и тетрафторборат аммония. Предпочтительно катализатор является гипофосфитом натрия, фосфитом натрия и смесями этих соединений. Количество катализатора, вводимого в проклеивающую композицию, может составлять до 20% от полного веса восстанавливающих сахаридов, гидрированных сахаридов и полифункционального сшивающего агента, предпочтительно до 10%, благоприятно оно больше или равно 1%. Проклеивающая композиция согласно изобретению может содержать, кроме того, указанные ниже добавки в следующих пропорциях, рассчитанных на 100 вес.ч. восстанавливающих сахаридов, гидрированных сахаридов и полифункционального сшивающего агента: 0-2 ч. силана, в частности аминосилана или эпоксисилана,0-20 ч. масла, предпочтительно 4-15 ч.,0-30 ч. мочевины, предпочтительно 0-20 ч.,0-5 ч. силикона,0-20 ч. полиола, отличного от вышеуказанных сахаридов,0-30 ч. "присадки", выбранной из производных лигнина, таких как лигносульфонат аммония (LSA) или лигносульфонат натрия, и растительных или животных белков. Роль добавок известна, напомним кратко: силан является связующим агентом между волокнами и связующим и играет также роль средства от старения; масла являются противопыльными агентами и гидрофобизаторами, мочевина и глицерин играют роль пластификатора и позволяют предотвратить преждевременное желатинирование проклеивающей композиции; силикон является гидрофобным агентом, функция которого состоит в снижении поглощения воды изоляционным продуктом; присадка является органическим наполнителем, растворимым или диспергируемым в водном растворе проклеивающей композиции, что позволяет, в частности, снизить стоимость проклеивающей композиции. Полиол, добавленный в качестве добавки, обязательно отличается от восстанавливающего сахарида и гидрированного сахарида. Этот полиол может быть, в частности, глицерином, гликолем, как этиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль и полиалкиленгликоли на основе этих гликолей, или же гомополимерами и сополимерами винилового спирта. Когда полифункциональный сшивающий агент является органической поликарбоновой кислотой,-5 024766 проклеивающая композиция имеет кислый рН, порядка 1-5 в зависимости от типа используемой кислоты, предпочтительно больше или равный 1,0. Предпочтительно рН поддерживается на значении, больше или равном 1,5, чтобы снизить проблемы нестабильности проклеивающей композиции и коррозии в производственной линии, благодаря добавлению аминового соединения, которое не способно реагировать с восстанавливающим сахаридом и гидрированным сахаридом, как, например, третичный амин, в частности триэтаноламин. Количество аминового соединения может составлять до 30 вес.ч. от полного веса восстанавливающих сахаридов и гидрированных сахаридов и органической поликарбоновой кислоты. Проклеивающая композиция предназначена для нанесения на минеральные волокна, в частности стекловолокна или каменные волокна. Классически проклеивающую композицию наносят на минеральные волокна на выходе центробежного устройства и до их сбора на приемнике в виде холста волокон, который затем обрабатывают при температуре, позволяющей сшивку проклеивающей композиции и образование неплавкого связующего. Сшивка проклеивающей композиции согласно изобретению проводится при температуре, сравнимой с температурой сшивки классической фенолформальдегидной смолы, т.е. при температуре больше или равной 110 С, предпочтительно больше или равной 130 и благоприятно больше или равной 140 С. Звуко- и/или теплоизоляционные продукты, полученные из этих проклеивающих волокон, также являются объектом настоящего изобретения. Эти продукты находятся обычно в виде мата или войлока минеральной ваты из стекловолокон или каменных волокон, или же в виде вуали минеральных волокон, также из стекла или породы, предназначенной, в частности, для получения покрытия поверхности указанного мата или указанного войлока. Следующие примеры позволяют проиллюстрировать изобретение, но не ограничивают его. В этих примерах проводятся следующие измерения. Температуру начала сшивки (TR) измеряют методом динамомеханического анализа (Dynamic Mechanical Analysis, DMA), который позволяет охарактеризовать вязкоупругие свойства полимерного материала. Действуют следующим образом: образец ватманской бумаги пропитывают проклеивающей композицией (содержание твердых органических веществ порядка 40%), затем закрепляют горизонтально между двумя зажимными губками. Колебательный элемент, снабженный устройством измерения напряжения в зависимости от приложенной деформации, помещают на верхней поверхности образца. Устройство позволяет рассчитать модуль упругости Е'. Образец нагревают до температуры, варьирующейся от 20 до 250 С, со скоростью 4 С/мин. Из этих измерений устанавливают кривую изменения модуля упругости Е' (в МПа) в зависимости от температуры (в С), общий ход которой приведен на чертеже. Из кривой определяют значения, соответствующие температуре начала сшивки (TR), в С. Вязкость, выраженную в мПас, измеряют при 20 С с помощью реометра ротационного типаплоскость-плоскость при напряжении сдвига 100 с-1. Предел прочности при растяжении измеряют согласно норме ASTM С 686-71T на образце, вырезанном штамповкой из изоляционного продукта. Образец имеет форму тора длиной 122 мм, шириной 46 мм, радиусом кривизны разреза по внешнему краю, равным 38 мм, и радиусом кривизны разреза по внутреннему краю, равным 12,5 мм. Образец помещают между двумя цилиндрическими патронами машины для испытаний, один из которых является подвижным и смещается с постоянной скоростью. Измеряют усилие разрыва образца F (в ньютонах) и рассчитывают предел прочности при растяжении RT, определенный как отношение разрывного усилия F к массе образца. Предел прочности при растяжении измеряют после изготовления (начальный предел прочности при растяжении, обозначенный RTfab) и после ускоренного старения в автоклаве при температуре 105 С и 100%-ной относительной влажности в течение 15 мин (RT15). Измеряют начальную толщину изоляционного продукта и толщину через различные периоды сжатия при степени сжатия (определенной как отношение номинальной толщины к толщине при сжатии),равной 4,8/1 (примеры 7-12 и 15-17) и 8/1 (примеры 13 и 14). Измерения толщины позволяют оценить хорошую стабильность размеров продукта. Поглощение воды, выражаемое в килограммах поглощенной воды на м 2 изоляционного продукта,измеряют в условиях нормы EN 1609. Изоляционные продукты, имеющие водопоглощение меньше 1 кг/м 2, считаются имеющими низкое поглощение воды в краткосрочной перспективе (24 ч), они относятся к классу WS согласно сертификации ACERMI. Примеры 1-6. Готовят проклеивающие композиции, включающие компоненты, указанные в табл. 1, их содержание выражено в весовых процентах. Проклеивающие композиции готовят, вводя последовательно в сосуд, содержащий воду, восстанавливающий сахарид, гидрированный сахарид, лимонную кислоту и гипофосфит натрия (катализатор) при интенсивном перемешивании до полного растворения компонентов. Свойства проклеивающих композиций, приведенные в табл. 1, оценивают в сравнении с классической проклеивающей композицией, содержащей фенолформальдегидную смолу и мочевину (эталон),полученной согласно документу WO 01/96254 А 1 (пример 2, опыт 1), и с композицией, не содержащей гидрированных сахаридов (сравнительный пример 6). Проклеивающие композиции по примерам 1-5 имеют температуру начала сшивки (TR), сопоставимую с температурой начала сшивки в сравнительном примере 6 и эталоне. Величина рН проклеивающих композиций согласно изобретению близка к величине рН для сравнительного примера 6. Вязкости в примерах 1-5 при любом сухом экстракте меньше, чем в сравнительном примере 6. В частности, композиции по примеру 4 при сухом экстракте 70 и 75% имеют вязкость почти в три раза меньше. Примеры 7-14. Эти примеры иллюстрируют получение изоляционных продуктов на основе стекловаты на промышленной линии. Минеральную вату получают в непрерывном режиме на линии шириной 2,4 м методом внутреннего центрифугирования, при котором расплавленный стеклянный состав превращают в волокна с помощью устройства, называемого диском центрифуги, содержащим барабан, образующий камеру для приема расплавленного состава, и боковую поверхность, в которой проделано множество отверстий: диск приводится во вращение вокруг своей оси симметрии, расположенной вертикально, состав выбрасывается через отверстия под действием центробежной силы, и вещество, выходящее из отверстий, вытягивается в волокна с помощью вытягивающего газового потока. Классически распылительное кольцо для распыления проклеивающей композиции находится под волокнообразующим диском, чтобы регулярно распределять проклеивающую композицию по образованной стекловате. Проклеивающую минеральную вату собирают на ленточном конвейере, оборудованном внутренними всасывающими камерами, которые удерживают минеральную вату в виде войлока или холста на поверхности конвейера. Затем конвейер непрерывно движется в печь, поддерживаемую при 270 С, где компоненты проклеивающей композиции полимеризуются, образуя связующее. Изоляционный продукт, полученный на выходе из печи, имеет номинальную плотность, равную 17,5 кг/м 3, и номинальную толщину 77 мм (примеры 7-12) или номинальную плотность, равную 10,6 кг/м 3, и номинальную толщину, равную 80 мм (примеры 13 и 14). Состав используемых проклеивающих композиций указан в табл. 2, где содержание выражено в весовых частях. Композиции готовят простым смешением компонентов в воде при интенсивном перемешивании до полного растворения или диспергирования компонентов. Свойства изоляционных продукты оцениваются в сравнении с продуктами, в которых использовались следующие проклеивающие композиции: проклеивающая композиция согласно примеру 6 (сравнительный), в которую были добавлены добавки (силан и минеральное масло): пример 11,проклеивающая композиция, содержащая фенолформальдегидную смолу и мочевину (эталон), описанная в примерах 1-6, сульфат аммония и вышеуказанные добавки: примеры 12 и 14. Продукты по примерам 7-10 согласно изобретению получены с использованием проклеивающей композиции, имеющей сухой экстракт на уровне распылительного кольца, равный 6,0%, т.е. более высокий, чем в сравнительном примере 11, где он равен 5,1%. Предел прочности при растяжении и толщина после сжатия продуктов по примерам 7-10 близки к соответствующим параметрам для примера 11. Толщины продуктов из примеров 7-10 и 13 также близки соответственно к толщинам продукта из сравнительных примеров 12 и 14, в которых использовалась фенолформальдегидная смола. Предел прочности при растяжении, хотя и ниже, чем в сравнительных примерах 12 и 14, все еще приемлем. Примеры 15-17. Изоляционные продукты с номинальной плотностью 17,5 кг/м 3 и номинальной толщиной 75 мм получали в условиях, описанных в примерах 7-12, модифицированных в том, что потери при прокаливании были снижены до 5,2%. Состав использованных проклеивающих композиций приведен в табл. 3, как и свойства полученных изоляционных продуктов. Продукты по примерам 15 и 16 имеют после сжатия почти такие же толщины, как у продукта из примера 17. Предел прочности при растяжении у этих примеров почти такой же высокий, как у продукта по примеру 17. Поглощение воды низкое и остается ниже требуемого максимального предела 1 кг/м 2. Декстрин, полученный из кукурузного крахмала; средневесовая молекулярная масса: 3510; коэффициент полидисперсности IP: 5,2; эквивалент декстрозы DE: 30; производство ROQUETTE FRERES;(3) сироп мальтита с содержанием сухих веществ 75%, содержащий 55% мальтита; производство TEREOS; Декстрин, полученный из кукурузного крахмала; средневесовая молекулярная масса: 3510; коэффициент полидисперсности IP: 5,2; эквивалент декстрозы DE: 30; производство ROQUETTE FRERES;(2) сироп мальтита с содержанием сухих веществ 75%, содержащий 55% мальтита; производство TEREOS; н.д.: нет данных. Декстрин, полученный из кукурузного крахмала; средневесовая молекулярная масса: 3510; коэффициент полидисперсности IP: 5,2; эквивалент декстрозы DE: 30; производство ROQUETTE FRERES;(2) сироп мальтита с содержанием сухих веществ 75%, содержащий 55% мальтита; производство TEREOS. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Проклеивающая композиция для изоляционных продуктов на основе минеральной ваты, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один восстанавливающий сахарид; по меньшей мере один гидрированный сахарид, выбранный из эритрита, арабитола, ксилита, сорбита, маннита, идита, мальтита, изомальтита, лактита, целлобита, палатинита, мальтотритола и продуктов гидрирования гидролизатов крахмала; по меньшей мере один полифункциональный сшивающий агент, выбранный из органических поликарбоновых кислот или солей этих кислот, ангидридов и полиальдегидов,причем гидрированный сахарид(ы) составляет от 10 до 90% от общего веса восстанавливающих сахаридов и гидрированных сахаридов. 2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что восстанавливающий сахарид выбран из восстанавливающих моносахаридов, содержащих от 3 до 8 атомов углерода, предпочтительно от 5 до 7. 3. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что восстанавливающий моносахарид является альдозой. 4. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что альдоза является гексозой, такой как глюкоза, манноза и галактоза. 5. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что восстанавливающий сахарид является восстанавливающим полисахаридом со средневесовой молекулярной массой меньше 100000, предпочтительно меньше 50000, благоприятно меньше 10000 и еще лучше выше 180. 6. Композиция по п.5, отличающаяся тем, что восстанавливающий полисахарид состоит более чем на 50 вес.% из звеньев глюкозы. 7. Композиция по одному из пп.1-6, отличающаяся тем, что восстанавливающий сахарид является смесью восстанавливающего моносахарида(ов) и/или восстанавливающего полисахарида(ов), в частности декстрином. 8. Композиция по п.7, отличающаяся тем, что декстрин имеет эквивалент декстрозы больше или равный 5, предпочтительно больше или равный 10, благоприятно больше или равный 15 и еще лучше меньше 100. 9. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что гидрированный сахарид является продуктом гидрирования гидролизата крахмала, предпочтительно сиропом мальтита. 10. Композиция по п.1 или 9, отличающаяся тем, что гидрированный сахарид имеет среднечисленную молекулярную массу ниже 100000, предпочтительно ниже 50000, более предпочтительно ниже 5000,в частности ниже 1000, и еще более предпочтительно выше 150. 11. Композиция по одному из пп.1-10, отличающаяся тем, что гидрированный сахарид(ы) составляет от 18 до 80% от общего веса восстанавливающих сахаридов и гидрированных сахаридов, предпочтительно от 30 до 70%, предпочтительно от 40 до 60%. 12. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что органическая поликарбоновая кислота содержит по меньшей мере две карбоксильные группы, предпочтительно не более 300, более предпочтительно не более 70 и еще более предпочтительно максимум 15 карбоксильных групп. 13. Композиция по п.12, отличающаяся тем, что органическая поликарбоновая кислота является неполимерной или полимерной кислотой, и тем, что она имеет среднечисленную молекулярную массу обычно меньше или равную 50000, предпочтительно меньше или равную 10000 и более предпочтительно меньше или равную 5000. 14. Композиция по п.12 или 13, отличающаяся тем, что органическая поликарбоновая кислота является неполимерной и содержит от двух до четырех карбоксильных групп. 15. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что ангидрид является малеиновым ангидридом, янтарным ангидридом или фталевым ангидридом. 16. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что полиальдегид является неполимерным диальдегидом, таким как глиоксаль, глутаровый альдегид, 1,6-гександиаль или 1,4-терефталевый диальдегид. 17. Композиция по одному из пп.1-16, отличающаяся тем, что восстанавливающие сахариды и гидрированные сахариды составляют от 10 до 90% веса смеси, состоящей из восстановительного сахарида(ов), гидрированного сахарида(ов) и полифункционального сшивающего агента, предпочтительно от 20 до 85%, более предпочтительно от 30 до 80%, еще более предпочтительно от 40 до 65% и особенно предпочтительно от 45 до 65%. 18. Композиция по одному из пп.1-17, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит катализатор, выбранный из кислот и оснований Льюиса, соединений, содержащих фосфор, и соединений, содержащих фтор и бор. 19. Композиция по п.18, отличающаяся тем, что катализатор составляет до 20% от общего веса восстанавливающих сахаридов, гидрированных сахаридов и полифункционального сшивающего агента,предпочтительно до 10%, предпочтительно его содержание больше или равно 1%. 20. Композиция по одному из пп.1-19, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит указанные ниже добавки в следующих пропорциях, рассчитанных на 100 вес.ч. восстанавливающих сахаридов,гидрированных сахаридов и полифункционального сшивающего агента: 0-2 ч. силана, в частности аминосилана или эпоксисилана,0-20 ч. масла, предпочтительно 4-15 ч.,0-30 ч. мочевины, предпочтительно 0-20 ч.,0-5 ч. силикона,0-20 ч. полиола, отличного от вышеуказанных сахаридов,0-30 ч. присадки, выбранной из производных лигнина, таких как лигносульфонат аммония (LSA) или лигносульфонат натрия, и растительных или животных белков. 21. Звуко- и/или теплоизоляционный продукт на основе минеральной ваты, проклеенной с помощью проклеивающей композиции по одному из пп.1-20. 22. Звуко- и/или теплоизоляционный продукт по п.21, отличающийся тем, что минеральная вата представляет собой каменную вату или стекловату. 23. Вуаль из минеральных волокон, проклеенных с помощью проклеивающей композиции по одному из пп.1-20. 24. Вуаль из минеральных волокон по п.23, отличающаяся тем, что минеральные волокна представляют собой каменные волокна или стекловолокна. 25. Способ получения звуко- и/или теплоизоляционного продукта на основе минеральной ваты по п.21 или вуали из минеральных волокон по п.23, согласно которому получают минеральную вату или минеральные волокна, наносят на указанную вату или указанные волокна проклеивающую композицию и обрабатывают указанную вату или указанные волокна при температуре, позволяющей осуществить сшивку композиции и сформировать неплавкое связующее, отличающийся тем, что проклеивающая композиция содержит по меньшей мере один восстанавливающий сахарид; по меньшей мере один гидрированный сахарид, выбранный из эритрита, арабитола, ксилита, сорбита, маннита, идита, мальтита, изомальтита, лактита, целлобита, палатинита, мальтотритола и продуктов гидрирования гидролизатов крахмала; по меньшей мере один полифункциональный сшивающий агент, выбранный из органических поликарбоновых кислот или солей этих кислот, ангидридов и полиальдегидов,причем гидрированный сахарид(ы) составляет от 10 до 90% от общего веса восстанавливающих сахаридов и гидрированных сахаридов.
МПК / Метки
МПК: C08K 5/51, D04H 3/12, D04H 1/587, C08J 3/24, C03C 25/14, C08G 63/668, C08K 5/1545, C08F 251/00, C08K 5/092, C03C 25/32, D04H 3/002, D04H 1/4209, C09J 11/08, C08L 3/00, D04H 1/645
Метки: изоляционные, композиция, сахарида, гидрированного, основе, полученные, восстанавливающего, минеральной, проклеивающая, продукты, ваты
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/12-24766-prokleivayushhaya-kompoziciya-dlya-mineralnojj-vaty-na-osnove-vosstanavlivayushhego-saharida-i-gidrirovannogo-saharida-i-poluchennye-izolyacionnye-produkty.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Проклеивающая композиция для минеральной ваты на основе восстанавливающего сахарида и гидрированного сахарида и полученные изоляционные продукты</a>
Предыдущий патент: Фторзамещенные (3r,4r,5s)-5-гуанидино-4-ациламино-3-(пентан-3-илокси)циклогексен-1-карбоновые кислоты, их эфиры и способ применения
Следующий патент: Сульфонамидные производные бензиламина для лечения заболеваний цнс
Случайный патент: Фармацевтический состав, обладающий сосудосуживающим, антиконгестивным, противовоспалительным действием (варианты)