CN102695684B - 用于生产隔热和非织造垫的生物基粘合剂 - Google Patents

Abstract

提供了水性粘合剂组合物，包括糖和交联剂。在示例的实施方案中，糖基粘合剂组合物还可以包括催化剂、偶联剂、加工助剂、交联密度增强剂、增量剂、防潮剂、除尘剂、着色剂、缓蚀剂、表面活性剂、pH调节剂，和其组合。糖可以是天然起源的和源自可再生资源。另外糖聚合物可以具有2-20的葡萄糖当量（DE）值。在至少一个示例的实施方案中，糖是诸如糊精或麦芽糖糊精等的水溶性多糖以及交联剂是柠檬酸。有利地，糖具有低粘度和在中温固化。环境友好的、不含甲醛的粘合剂可用于成型隔热材料和非织造短切原丝毡。还提供了制备纤维隔热产品的方法。

Description

用于生产隔热和非织造垫的生物基粘合剂

相关申请的交叉引用

本申请涉及和要求2009年10月9日提交的标题为“用于隔热和非织造垫的生物基粘合剂”的美国临时专利申请系列第61/250,187号的优先权，其全部内容通过参考明确地合并于此。

发明技术领域和工业实用性

本发明一般地涉及环形的隔热纤维和非织造垫，以及尤其涉及用于生产隔热玻璃纤维和非织造垫二者的生物基粘合剂，其是生物基的、不包含添加的甲醛、通过酯化反应交联，并且对环境无害。

发明背景技术

传统纤维在包括增强层、纺织品，以及隔音和隔热材料的各种应用中是可使用的。虽然矿物纤维（例如，玻璃纤维）代表性地被用于隔热制品和非织造垫，然而取决于特定的应用，在成型隔热制品或非织造垫时，可以单独或与矿物纤维结合使用诸如聚丙烯、聚酯和多组分纤维等的有机纤维。

纤维隔离层代表性地通过纤维化聚合物、玻璃或别的矿物的熔体成分以及纺丝来自诸如旋转纺丝机的纤维化设备的微细纤维来生产。为了形成隔热制品，通过压气机把通过旋转纺丝机生产的纤维从纺丝机向下拉伸到传送带上。随着纤维向下移动，把粘合剂材料喷涂到纤维上以及在传送带上将纤维汇集成高阁楼的（highloft）、连续的厚垫。粘合剂材料在包裹后赋予隔热制品用于恢复的回弹力并且提供硬挺性和可操作性能以便当如用于建筑的隔热腔所需要时该隔热制品可以被处理和应用。该粘合剂组合物还对纤维提供保护防止长丝间的磨损以及促进单根纤维之间的相容性。

该包含粘合剂涂布的纤维的厚垫然后通过固化炉以及固化该粘合剂把所述厚垫设置到期望厚度。在粘合剂固化后，可以把纤维隔热制品分割成多种长度以形成单个隔热制品，并且可以包装该隔热制品运往顾客场所。生产的一种典型的隔热制品是隔热毡或厚垫，其适合于用作居住住宅的墙身隔热或当做建筑中顶楼和楼板隔热腔中的隔热层。另一种常用隔热制品是空气鼓风的或松散填料隔热，其适合于在住宅的和商业建筑中和以及在任何难以到达位置中的侧壁以及顶楼隔热。松散填料隔热是由从隔热厚垫上剪下、压缩以及包装在袋中的小立方体形成。

非织造垫可以由常规的湿铺工艺形成。例如，把湿的短切纤维分散在包含表面活性剂、粘度调节剂、消泡剂，和/或别的化学试剂的水浆中。然后搅拌所述包含短切纤维的料浆以便纤维分散到整个料浆中。把所述包含纤维的料浆放置到运动筛上，在该筛上相当大部分的水被除去而形成网。然后施加粘合剂，以及干燥所得垫除去任何残余水和固化该粘合剂。形成的非织造垫是分散的、单个玻璃长丝的集合体。

已经进行了各种尝试来减少来自甲醛基树脂的不希望的甲醛排放。例如，在减少来自隔热制品的甲醛排放尝试中，已经把诸如氨和脲等的各种甲醛清除剂添加到甲醛基树脂中。因为它的低成本，脲被直接加入到未固化的树脂体系中充当甲醛清除剂。脲加入到树脂体系中得到脲扩展的甲阶酚醛树脂。可以进一步地处理这些甲阶酚醛树脂或用作涂层或粘合剂以及然后固化。不幸的是，该脲扩展甲阶酚醛树脂是不稳定的，以及由于这种不稳定性，该脲扩展的甲阶酚醛树脂必须现场制备。另外，必须小心监控粘合剂存量以避免由于可能在存储期间形成的不希望的二聚物型晶状沉淀引起的工艺问题。作为甲醛清除剂，氨不是特别合意的脲替代物，因为氨产生不良气味和可能引起工人咽喉和鼻刺激。进一步地，由于其对隔热制品的性能的潜在相反的影响，例如较低的回复力和较低的硬挺度，甲醛清除剂的采用通常是不希望的。

另外，上述现有技术集中于采用与美拉德反应有关的带有多羟基交联剂或糖基化学物的聚丙烯酸。然而聚丙烯酸粘合剂有几个缺陷。例如，聚丙烯酸粘合剂使用石油基材料和成本代表性地至少为目前的酚醛粘合剂体系的两倍。另外，高粘度和不同固化特性造成加工工艺困难。而且，美拉德反应基产品在固化以后具有不希望的深棕色。进一步地，用来制造粘合剂所需要的大量氨的使用造成安全风险和可能的排放问题。

由于现在的粘合剂存在的问题，本领域仍然需要非石化属性的、没有添加的甲醛、生物基的和对环境友好的以及有价格竞争力的粘合剂体系。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于形成玻璃纤维隔绝和非织造短切原丝毡垫的粘合剂组合物，其包括至少一种天然起源的糖和至少一种交联剂。该糖和交联剂形成聚酯热固性树脂。糖可以具有2到20的葡萄糖当量（DE）。另外，糖可以是选自果胶、糊精、麦芽糖糊精、淀粉、改性淀粉、淀粉衍生物和其组合的水溶性多糖。交联剂可以选自多元羧酸类、多元羧酸的盐类、酐类、带有酐的单体的和聚合的多元羧酸、柠檬酸、柠檬酸的盐类、己二酸、己二酸的盐类、聚丙烯酸、聚丙烯酸的盐类、聚丙烯酸基树脂类，以及其组合。在一个或多个实施方案中，该交联剂可以是柠檬酸或者任何单体的或聚合的多元羧酸以及它们的相应盐类。在一些示例的实施方案中，该粘合剂组合物可以包括防潮剂和pH调节剂。粘合剂组合物没有添加的甲醛和是对环境友好的。

本发明的另一个目的是提供纤维隔绝产品，其包括大量的无规定向纤维和施加到所述纤维至少一部分上并互连所述纤维的粘合剂组合物。该粘合剂包括至少一种天然起源的糖和至少一种交联剂。该糖可具有2到20的葡萄糖当量（DE）。在示例的实施方案中，该糖可以是选自果胶、糊精、麦芽糖糊精、淀粉、改性淀粉、淀粉衍生物和其组合的水溶性多糖。该粘合剂组合物还可以包括选自催化剂、偶联剂、加工助剂、交联密度增强剂、增量剂、防潮剂、除尘油、着色剂、缓蚀剂、表面活性剂和pH调节剂的一种或多种。该加工助剂包括诸如甘油、三乙醇胺、聚乙二醇和季戊四醇的多元醇。在一个或多个实施方案中，该交联剂可以是柠檬酸或者任何单体的或聚合的多元羧酸以及它们的相应盐类。另外，在低密度产品（例如，住宅的隔热制品）中，粘合剂在固化后具有浅颜色（例如，白色或黄褐色）。

本发明的又一个目的是提供非织造短切原丝毡，其由以具有第一主表面和第二主表面的毡的形式沉浸的大量的不连续长度的无规定向玻璃纤维和至少部分涂覆所述毡的第一主要表面的粘合剂组合物形成。该粘合剂包括（1）至少一种天然起源的和具有2到20的葡萄糖当量的糖以及（2）至少一种交联剂。粘合剂组合物还可以包括选自催化剂、防潮剂和pH调节剂中的一种或多种。在至少一个示例的实施方案中，该糖是选自果胶、糊精、麦芽糖糊精、淀粉、改性淀粉、淀粉衍生物和其组合的水溶性多糖。另外，交联剂可以选自多元羧酸类、多元羧酸的盐类、酐类、带有酐的单体和聚合的多元羧酸、柠檬酸、柠檬酸的盐类、己二酸、己二酸的盐类、聚丙烯酸、聚丙烯酸的盐类、聚丙烯酸基树脂类、氨基醇类、偏硼酸钠、聚氧化烷基烯胺类、多胺类、多元醇类，以及其组合。固化时粘合剂具有浅色，对环境无害，并且不含添加的甲醛。

本发明的一个优点是所述糖是天然起源的和来源于可再生资源。

本发明的又一个优点是麦芽糖糊精很容易得到并且价格很低。

采用本发明粘合剂组合物的隔热制品和非织造垫可以使用当前的生产线生产，从而节省了时间和金钱，这是本发明进一步的优点。

本发明的另一个优点是粘合剂组合物没有添加的甲醛。

在低密度产品（例如，住宅的隔热制品）中，最终产品具有浅色，这允许采用染料、颜料，或别的着色剂来获得各种颜色的隔热制品，这也是本发明的一个优点。

与传统的酚／脲／甲醛粘合剂组合物相比，所述粘合剂组合物具有减少的颗粒排放，这是本发明进一步的优点。

本发明的一个特征是糖聚合物可具有2到20的葡萄糖当量（DE）值。

麦芽糖糊精可形成水性混合物，其可以通过包括喷雾施加器在内的传统的粘合剂涂布器施加，这是本发明的一个特征。

本发明进一步的特征是粘合剂可以是酸性的、中性的，或碱性的。

本发明的另一个特征是本发明的隔热制品和非织造垫没有添加的甲醛。

本发明的粘合剂组合物可用于诸如短切纤维等的复合增强层，用于热塑性、热固性材料，和屋顶应用。另外，本发明的粘合剂可用于单一的和多端点粗纱。

考虑到随后的详细说明，本发明前述的和其他目的、特征以及优点下面将更完全地呈现。然而，需要明确知道的是，附图是说明性的目的以及并不是用来限定本发明的范围。

附图的简要说明

考虑到以下的对本发明的详细披露，特别是当与附图结合时，本发明的优点将是明显的，其中：

图1是根据一个示例的实施方案采用本发明粘合剂组合物的界面隔热制品的成型示意图；

图2是根据本发明另一个示例性实施方案用于生产采用本发明粘合剂组合物的其中隔绝产品不包含护面材料的玻璃纤维隔绝产品的生产线的立视图；以及

图3是根据本发明另一个示例性实施方案采用本发明粘合剂组合物用于形成短切原丝毡的湿铺工艺线的示意图。

本发明的详细说明和优选实施方式

除非另有定义，否则这里使用的全部技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的同样的含义。虽然任何类似或等效于这里描述的方法和材料可被用于本发明实践或试验，但是这里描述了优选的方法和材料。引用于此的所有引用，包括出版的或相应美国或外国专利申请、发行的美国或外国专利，以及任何其他的参考，通过参考以它们的整体各自引入供参考，包括存在于引用参考文件中的全部的数据、表格、附图和正文。

在图中，为了阐明，线、层和区域的厚度可能被夸大。很清楚当诸如层、区域、基底或板条等的一个元件被称为在另一个元件“上”时，它可能直接地在另一个元件上或还可以存在介于其间的元件。很清楚当一个元件被称为“邻接”另一个元件时，它可直接地在另一个元件上或可以存在介于其间的元件。术语“顶部”、“底部”、“侧面”、等等使用于此仅仅为了说明的目的。所有图中同样的数字表示同样的元件。应当注意词组“粘合剂”、“生物基粘合剂”、“粘合剂组合物”和“粘合剂制剂”于此可以可互换地使用。

本发明涉及对环境无害的、水性聚酯粘合剂组合物，其包含至少一种生物基组分。在一个示例的实施方案中，生物基组分是糖以及粘合剂包括糖和交联剂。在一些示例的实施方案中，糖基粘合剂组合物也包括偶联剂、加工助剂、增量剂、pH调节剂、催化剂、交联密度增强剂、除臭剂、抗氧化剂、灰尘抑制剂、杀虫剂、防潮剂或其组合。粘合剂可用于隔热材料和非织造短切原丝毡的形成。另外，该粘合剂不含添加的甲醛。进一步地，与传统的酚／脲／甲醛粘合剂组合物相比，所述粘合剂组合物具有减少的颗粒排放。本发明的粘合剂还可以用于形成刨花板、胶合板，和/或硬纸板。

在一个或多个示例的实施方案中，粘合剂包括至少一种天然起源的和来源于可再生资源的糖。例如，所述糖可以来源于植物，比如荚果、玉蜀黍（maize）、玉米、蜡质种玉米、甘蔗、高梁、白色高梁、马铃薯、白薯、木薯、稻米、糯稻、豆类、西米、小麦、燕麦、大麦、黑麦、苋属植物，和/或甜木薯，以及别的具有高淀粉含量的植物。糖聚合物也可源自于天然的含淀粉的产品，所述产品来源于那包含蛋白质类、多肽类、脂类和低分子量糖类残余物的植物。该糖可以选自单糖类（例如，木糖、葡萄糖，和果糖）、二糖类（例如，蔗糖、麦芽糖，和乳糖）、低聚糖类（例如，葡萄糖浆和果糖浆），以及多糖类和水溶性多糖类（例如，果胶、糊精、麦芽糖糊精、淀粉、变性淀粉和淀粉衍生物）。

糖聚合物可以具有大约1,000到大约8,000的数均分子量。另外，糖聚合物可以具有2到20、7到11，或者9到14的葡萄糖当量（DE）值。该糖有利地具有低粘度和在中等温度（例如，80-250℃）下单独或与添加剂一起固化。低粘度使得所述糖能用于粘合剂组合物。在示例的实施方案中，在50%浓度和20和30℃之间，糖粘度可低于500cps。在本发明粘合剂组合物中采用糖的有利之处在于糖容易获取或容易获得，并且成本低。

在至少一个示例的实施方案中，糖是诸如糊精或麦芽糖糊精等的水溶性的多糖。该糖聚合物可存在于所述粘合剂组合物中，其量可以为粘合剂组合物中总固体重量的大约40%到大约95%，粘合剂组合物中总固体重量的大约50%到大约95%，大约60%到大约90%，或大约70%到大约85%。如这里所用，重量%表示粘合剂组合物中总固体的重量%。

另外，该粘合剂组合物包含交联剂。交联剂可以是适合交联该糖的任何化合物。在示例的实施方案中，交联剂具有大于90，大约90到大约10,000，或大约190到大约4,000的数均分子量。在一些示例的实施方案中，交联剂具有小于大约1000的数均分子量。合适的交联剂的非限定实例包括多元羧酸类（和其盐类）、酐类、带有酐的单体的和聚合的多元羧酸（即混合酐）、柠檬酸（和其盐类，如柠檬酸铵）、1，2，3，4-丁烷端四羧酸、己二酸（和其盐类）、聚丙烯酸（和其盐类），和诸如QXRP1734和Acumer9932（二者都能从Dow化学公司获得）的聚丙烯酸基树脂。在示例的实施方案中，交联剂可以是任何单体的或聚合的多元羧酸、柠檬酸，以及它们的相应盐类。该交联剂可存在于粘合剂组合物中，其量最高可达粘合剂组合物的大约50重量%。在示例的实施方案中，存在于粘合剂组合物中的交联剂的量可以为粘合剂组合物中总固体重量的大约5.0%到大约40%或大约10%到大约30重量%。

任选地，粘合剂组合物可以包括催化剂来参与交联。催化剂可以包括无机盐类、路易斯酸类（即氯化铝或三氟化硼）、布朗斯台德酸类（即硫酸、对甲苯磺酸和硼酸）、有机金属络合物类（即锂羧化物类、钠羧化物类），和/或路易斯碱（即聚乙烯亚胺、二乙胺，或三乙胺）。另外，该催化剂可包括含磷有机酸的碱金属盐；尤其是，磷酸、次磷酸，或多磷酸的碱金属盐类。这样的磷催化剂的实例包括但不限于次磷酸钠、磷酸钠、磷酸钾、焦磷酸二钠、焦磷酸四钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸钾、三聚磷酸钾、三偏磷酸钠、四偏磷酸钠，和其混合物。此外，催化剂或固化促进剂可以是氟硼酸盐化合物，例如氟硼酸、四氟硼酸钠、四氟硼酸钾、四氟硼酸钙、四氟硼酸镁、四氟硼酸锌、四氟硼酸铵，和其混合物。进一步地，该催化剂可以是磷和氟硼酸盐化合物的混合物。诸如硫酸钠、硝酸钠、碳酸钠等的别的钠盐也可以或可替换地用作催化剂／促进剂。催化剂或固化促进剂可存在于该粘合剂组合物中，其量可以为粘合剂组合物中总固体的大约0%-大约10重量%，或者大约1.0%-大约5.0重量%，或者大约3.0%-大约5.0重量%。

粘合剂组合物可以任选地包含至少一种偶联剂。在至少一个示例的实施方案中，所述偶联剂是硅烷偶联剂。该偶联剂（们）可存在于粘合剂组合物中，其量可以为粘合剂组合物中总固体的大约0.01%-大约5.0重量%，或者大约0.01%-大约2.5重量%，或者大约0.1%-大约0.5重量%。

可以用于所述粘合剂组合物的硅烷偶联剂的非限定实例可以通过官能团烷基、芳基、氨基、环氧基、乙烯基、甲基丙烯酸基（methacryloxy）、脲基、异氰酸基，和巯基表征。在示例的实施方案中，硅烷偶联剂（们）包括包含一个或多个氮原子的硅烷，其具有一个或多个诸如胺（伯、仲、叔，和季等）、氨基、亚氨基、酰胺基、酰亚胺基、脲基，或异氰酸基等的官能团。具体的，合适的硅烷偶联剂的非限定实例包括但是不限于：氨基硅烷类（例如，3-氨丙基-三乙氧基硅烷和3-氨丙基-三羟基硅烷）、环氧三烷氧基硅烷类（例如，3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷和3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷）、甲基丙烯酰基三烷氧基硅烷（例如，3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷）、烃三烷氧基硅烷类、氨基三羟基硅烷类、环氧三羟基硅烷类、甲基丙烯酰基三羟基硅烷类，和/或烃三羟基硅烷类。在一个或多个示例的实施方案中，所述硅烷是氨基硅烷，如γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

适合用于所述粘合剂组合物的别的示例的偶联剂（包括硅烷偶联剂）如下所列：

·丙烯酰基的：3-(丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷；3-(丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷；3-(丙烯酰氧)丙基甲基二甲氧基硅烷；3-(丙烯酰氧)丙基甲基二乙氧基硅烷；3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷；3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷。

·氨基的：氨丙基甲基二甲氧基硅烷；氨丙基三乙氧基硅烷；氨丙基三甲氧基硅烷／EtOH；氨丙基三甲氧基硅烷；N-（2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷；N-（2-氨乙基）-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷；（2-氨乙基）-（2-氨乙基）-3-氨丙基三甲氧基硅烷；N-苯基氨丙基三甲氧基硅烷

环氧的：3-缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷；3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷；3-缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷；2-（3，4-环氧（eoxy）环己基）乙基甲基二甲氧基硅烷；2-（3，4-环氧环己基）乙基甲基二乙氧基硅烷；2-（3，4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷；2-（3，4-环氧环己基）乙基三乙氧基硅烷

巯基：3-巯基丙基三甲氧基硅烷；3-巯基丙基三乙氧基硅烷；3-巯基丙基甲基二甲氧基硅烷；3-巯基丙基甲基二乙氧基硅烷

硫化物：双[3-（三乙氧基甲硅烷基）丙基]四硫化物；双[3-（三乙氧基甲硅烷基）丙基]二硫化物

乙烯基：乙烯基三甲氧基硅烷；乙烯基三乙氧基硅烷；乙烯基三（2-甲氧基乙氧基）硅烷；乙烯基三氯硅烷；三甲基乙烯基硅烷

烷基：甲基三甲氧基硅烷；乙基三乙氧基硅烷；二甲基二甲氧基硅烷；二甲基二乙氧基硅烷；四甲氧基硅烷；四乙氧基硅烷；乙基三乙氧基硅烷；正丙基三甲氧基硅烷；正丙基三乙氧基硅烷；异丁基三甲氧基硅烷；己基三甲氧基硅烷；己基三乙氧基硅烷；辛基三甲氧基硅烷；癸基三甲氧基硅烷；癸基三乙氧基硅烷；辛基三乙氧基硅烷；叔丁基二甲基氯硅烷；环己基甲基二甲氧基硅烷；二环己基二甲氧基硅烷；环己基乙基二甲氧基硅烷；叔丁基甲基二甲氧基硅烷

氯烷基：3-氯丙基三乙氧基硅烷；3-氯丙基三甲氧基硅烷；3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷

全氟代：十氟-1，1，2，2-四氢癸基三甲氧基硅烷；十七氟-1，1，2，2-四氢癸基三甲氧基硅烷

苯基：苯基三甲氧基硅烷；苯基三乙氧基硅烷；二苯基二乙氧基硅烷；二苯基二甲氧基硅烷；二苯基二氯硅烷。

上面列举硅烷的水解产物

锆酸盐：乙酰丙酮锆；甲基丙烯酸锆

钛酸酯：钛酸四甲基酯；钛酸四乙基酯；钛酸四正丙基酯；钛酸四异丙酯；钛酸四异丁基酯；钛酸四仲丁基酯；钛酸四叔丁基酯；单正丁基三甲基钛酸酯；单乙基三环己基钛酸酯；四正戊基钛酸酯；四正己基钛酸酯；四环戊基钛酸酯；四环己基钛酸酯；四正癸基钛酸酯；四正十二烷基钛酸酯；四（2-乙基己基）钛酸酯；钛酸四辛二醇酯；钛酸四丙二醇酯；钛酸四苯甲酯；钛酸四对氯代苯甲酯；四2-氯乙基钛酸酯；四2-溴乙基钛酸酯；四2-甲氧基乙基钛酸酯；四2-乙氧基乙基钛酸酯。

本发明特别合适的钛酸酯稳定剂是杜邦deNemours&Co.公司以商品名生产的专有的钛酸酯组合物。非限定实例包括以100%不是作为溶液的形式（例如在低级的脂肪醇中）出售的钛酸酯，如TBT（钛酸四丁基酯）、TPT（钛酸四异丙基酯），和OG（四辛二醇钛酸酯）。

另外，除如上所述糖之外，粘合剂组合物可以包括加工助剂（例如，多元醇）。加工助剂不是特别限定的，只要该加工助剂起到促进纤维成型和取向工艺的作用。加工助剂可用于改善粘合剂施加分布均匀性、减少粘合剂粘度、在成型以后增加坡道高度、改善垂直重量分布均匀性，和/或在成型和烘箱固化过程中加速粘合剂脱水。该加工助剂可存在于粘合剂组合物中，其量可以为大约0%-大约25.0重量%，大约1.0%-大约20.0重量%，或者大约5.0%-大约15.0重量%。

加工助剂的实例包括粘度调节剂（例如，甘油、1，2，4-丁三醇、1，4-丁二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、聚乙二醇）和消泡剂（例如，矿物（mineral）、石蜡、或植物油类的乳液和/或分散体、聚二甲硅氧烷（PDMS）流体分散体和已经用聚二甲硅氧烷或别的材料疏水处理的二氧化硅，以及由诸如乙烯双硬脂酰胺（EBS）等的酰胺蜡或疏水化二氧化硅制造的粒子）。可以用于粘合剂组合物中的另外的加工助剂是表面活性剂。一种或多种表面活性剂可以包括在粘合剂组合物中以帮助粘合剂雾化、润湿、和界面粘附。

表面活性剂不是特别限定的，包括而不限于表面活性剂：如离子型表面活性剂（例如，硫酸盐、磺酸盐、磷酸盐，和羧酸盐）；硫酸盐类（例如，烷基硫酸盐、十二烷基硫酸铵、十二烷基硫酸钠（SDS）、烷基醚硫酸盐、月桂硫酸钠，和myreth硫酸钠）；两性表面活性剂（例如，诸如月桂基甜菜碱等的烷基甜菜碱）；磺酸盐类（例如，磺基琥珀酸辛酯钠、全氟辛基磺酸盐、全氟丁基磺酸盐，和烷基苯磺酸盐）；磷酸盐类（例如，烷基芳基醚磷酸盐和烷基醚磷酸盐）；羧酸盐类（例如，烷基羧酸盐、脂肪酸盐（皂类）、硬脂酸钠、月桂酰肌氨酸钠、羧酸盐氟表面活性剂、perfluoronanoate，和全氟辛酸盐）；阳离子的（诸如月桂胺醋酸盐等的烷基胺盐类）；pH相关的表面活性剂（伯、仲或叔胺）；永久性电荷季铵阳离子（例如，烷基三甲基铵盐、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、氯化十六烷基吡啶和氯化苄乙铵）；和两性离子表面活性剂、季铵盐类（例如，月桂基三甲基氯化铵和烷基苄基二甲基氯化铵），以及聚氧乙烯烷基胺类。

可用于本发明的合适的非离子型表面活性剂包括聚醚类（例如，环氧乙烷和环氧丙烷缩合物，其包括直链的和支链烷基和烷芳基聚乙二醇和聚丙二醇醚类和硫醚类）；具有包含大约7到大约18个碳原子并具有大约4到大约240个乙烯氧基单元（例如，庚基苯氧基聚（乙烯氧基）乙醇类、和壬基苯氧基聚（乙烯氧基）乙醇类）的烷基的烷基苯氧基聚（乙烯氧基）乙醇类；己糖醇的聚氧化烯衍生物类包括脱水山梨醇、山梨糖醇酐、无水甘露醇，和二缩甘露醇；部分长链脂肪酸酯类（例如，单月桂酸山梨醇酐酯的聚氧化烯衍生物、脱水山梨醇一棕榈酸酯、单硬脂酸山梨糖醇酐酯、去水山梨糖醇三硬脂酸酯、去水山梨糖醇单油酸酯，和去水山梨糖醇三油酸酯）；环氧乙烷与疏水碱的缩合产物，所述疏水碱由环氧丙烷与丙二醇缩合形成；包含硫的缩合物类（例如，通过环氧乙烷与诸如壬基、十二烷基或十四烷基硫醇等的高级烷基硫醇或者与其中烷基包含大约6-大约15个碳原子的烷基硫酚的缩合制备的缩合物）；长链羧酸（例如，月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和油酸类诸如妥尔油脂肪酸）的环氧乙烷衍生物类；长链醇（例如，辛基、癸基、月桂基，或十六醇）的环氧乙烷衍生物类；和环氧乙烷／环氧丙烷共聚物。

在至少一个示例的实施方案中，表面活性剂是420、440，和465，其是乙氧基化2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇表面活性剂（商业上获自Air产品和化学品公司（阿伦敦，PA））、Stanfax（十二烷基硫酸钠）、Surfynol465（乙氧基化2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7-二醇）、Triton^TMGR-PG70（l，4-双（2-乙基己基）磺基丁二酸钠），和Triton^TMCF-10（α-（苯基甲基）-ω-（1，l，3，3-四甲基丁基）苯氧基-聚环氧乙烷）。表面活性剂可存在于粘合剂组合物中，其量可以为粘合剂组合物中总固体的0.0%到大约10重量%，大约0.01%到大约10重量%，或大约0.2%到大约5.0重量%。

该粘合剂组合物可任选包括缓蚀剂来减少或消除对于加工设备的任何潜在腐蚀。缓蚀剂可以选自各种试剂，诸如，例如：六胺、苯并三唑、苯二胺、二甲基乙醇胺、聚苯胺、亚硝酸钠、苯并三唑、二甲基乙醇胺、聚苯胺、亚硝酸钠、肉桂醛、醛类和胺类（亚胺类）的缩合产物、铬酸盐类、亚硝酸盐类、磷酸盐类、肼、抗坏血酸、草酸亚锡、氯化锡、硫酸亚锡、硫脲、氧化锌，和腈。可替代地，通过工艺控制治理可以减低或消除腐蚀，如工艺用水中和、除去腐蚀成分，以及工艺用水处理来最小化腐蚀性。缓蚀剂可存在于粘合剂组合物中，其量可以为大约0%-大约15.0重量%，大约1.0%-大约5.0重量%，或者大约0.2%-大约1.0重量%。

粘合剂组合物还可以包含一种或多种杀虫剂，比如3-碘代-2-丙基-正丁基氨基甲酸酯、氨基甲酸、3-碘代-2-丙炔丁基酯（IPBC）、2-溴-2-硝基丙烷-l，3-二醇、硝酸镁、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、氯化镁、氨基磺酸、N-溴基、钠盐、二碘代甲基-对甲苯砜、二溴乙腈，和2，2-二溴-3-次氨基丙酰胺，来减少或消除玻璃纤维产品上霉菌和真菌生长。杀虫剂可存在于粘合剂组合物中，其量可以为大约0%-大约10.0重量%，大约0.05%-大约1.0重量%，或者0.1%-大约0.5重量%。

进一步地，粘合剂组合物可任选包括至少一种交联密度增强剂来提高糖基聚酯粘合剂的交联度。可以通过增强羟基和羧酸基之间的酯化作用和/或引入自由基连接提高热固性树脂的强度来实现交联密度提高。可以通过可能通过改变羟基和羧酸之间的比率和/或加入另外的酯化作用官能团来调节酯化作用交联密度，所述官能团如三乙醇胺、二乙醇胺、单乙醇胺、1-氨基-2-丙醇、1、1'-双氨基-2-丙醇、1，1'，1”三次氨基-2-丙醇、2-甲基氨基乙醇、2-二甲氨基乙醇、2-（2-氨基乙氧基）乙醇，2[（2氨乙基）氨基]乙醇、2-二乙氨基乙醇、2-丁基氨基乙醇、2-二丁基氨基乙醇、2-环己基氨基乙醇、2，2'-（甲氨基）双乙醇、2，2'（丁基氨基）双乙醇、1-甲基氨基-2丙醇、1-二甲基氨基-2-丙醇、1-（2-氨乙基氨基）-2-丙醇、1，1'-（甲基亚胺基）双-2-丙醇、3-氨基-1-丙醇、3-二甲基氨基-1-丙醇、2-氨基-1-丁醇、1-乙基氨基-2-丁醇、4-二乙基氨基-1-丁醇、1-二乙基氨基-2-丁醇、3-氨基-2，2-二甲基-1-丙醇、2，2-二甲基-3-二甲基氨基-1-丙醇、4-二乙基氨基-2-丁炔基-1-醇、5-二乙基氨基-3-戊炔-2-醇、双（2-羟丙基）胺，以及别的烷醇胺类、它们的混合物，和它们的聚合物。达到交联密度增强的另一个方法是对于交联反应同时采用酯化作用和自由基反应。对于两种反应都能使用的化学试剂包括马来酸酐、马来酸，或者衣康酸。交联密度增强剂可存在于粘合剂组合物中，其量可以为大约0%-大约25.0重量%，大约1.0.0%-大约20.0重量%，或者大约5.0%-大约15.0重量%。

粘合剂还可包括充足数量的有机和/或无机酸和碱以能将pH调节到期望水平。可以根据打算的应用，或者促进粘合剂组合物组分的相容性，来调节pH。在示范的实施方案中，采用pH调节剂把粘合剂组合物的pH调节为酸性的pH。合适的酸性pH调节剂的实例包括：无机酸，诸如但不限于硫酸、磷酸和硼酸以及像对甲苯磺酸、一元或多元羧酸类，诸如但不限于柠檬酸、乙酸和其酐、己二酸、草酸等的有机酸，以及它们的相应盐类。还有可以是酸的前体的无机盐。酸调节pH，以及在有些情况下，如以上讨论的，可以作为交联剂。任选地氢氧化钠、氢氧化铵，和二乙胺、以及任何种类的伯、仲或叔胺（包括链烷醇胺）这样的有机和/或无机碱可以用来调节pH。当在酸性状态时，粘合剂组合物的pH可以在大约1-6范围，以及在一些示例的实施方案中，从大约2到大约5，包括其间的所有数量和范围。在至少一个示例的实施方案中，粘合剂组合物的pH为大约2.5。酸性粘合剂组合物中的pH调节剂可以足够的量存在于粘合剂组合物中以获得期望pH。

粘合剂组合物还可以包含防潮剂，如明矾、硫酸铝、胶乳、硅乳液、疏水性聚合物乳液（例如，聚乙烯乳液或聚酯乳液），和其混合物。在至少一个示例的实施方案中，胶乳体系是水性胶乳乳液。胶乳乳液包括代表性地经过乳液聚合生产的胶乳粒子。除了胶乳粒子，胶乳乳液可以包括水、诸如氨等的稳定剂，和表面活性剂。防潮剂可存在于粘合剂组合物中，其量可以为粘合剂组合物中总固体的0%到大约20重量%，大约5.0%到大约10重量%，或大约5.0%-大约7.0重量%。

另外，粘合剂可以包含灰尘抑制剂来减少或消除无机和/或有机颗粒的存在，这些颗粒在随后的隔热材料的制成和安装中可能具有不良影响。灰尘抑制剂可以是任何常规矿物油、矿物油乳液、天然的或合成油、生物基油，或润滑剂，如但不限于硅氧烷和乳化硅油、聚乙二醇，以及具有高闪点来最小化烘箱内油的蒸发的任何石油或非石化油。

另外，粘合剂可以任选包括至少一种增量剂来改善粘合剂的外观和/或降低整个生产成本。增量剂可以是诸如氧化锡或碳酸钙等的无机填料或者有机材料，如木质素、木素磺酸盐，或蛋白质基生物质。在示例的实施方案中，增量剂是包含蛋白质的生物质。与糖相似，包含蛋白质的生物质是天然起源的和源自于可再生资源。例如，所述蛋白质可以来源于植物来源，如大豆（例如，大豆粉）、花生、向日葵、菜豆、胡桃，或来自具有高蛋白含量的别的植物。可替代地，所述蛋白质可以来自动物来源，如但不限于，蛋类、血，和动物组织（例如，牛肉、猪肉，或鸡，以及鱼）。包含蛋白质的生物质可以包含最高达大约95%蛋白质，和在示例的实施方案中，最高达90%、75%，或50%蛋白质。如这里所用的，术语“蛋白质”可以定义为由一种或多种多肽组成的高分子以及不考虑其氨基酸顺序包括多肽的任何组合。另外，术语“蛋白质”意图包括全部可能的结构，其中蛋白质可以是自然获得或蛋白质已经改性来改善其反应性。应该意识到天然蛋白质和合成蛋白质的衍生物也包括在术语“蛋白质”范围内。在一个或多个示例的实施方案中，包含蛋白质的生物质是大豆粉。增量剂可存在于粘合剂组合物中，其量可以为粘合剂组合物中总固体的0%-约70.0重量%，大约5.0%-大约50.0重量%，或大约10.0%-大约40.0重量%。

粘合剂可以任选包含常规添加剂，如但不限于染料、颜料、填料、着色剂、紫外稳定剂、热稳定剂、消泡剂、抗氧化剂、乳化剂、防腐剂（preservatives）（例如苯甲酸钠）、缓蚀剂（corrosioninhibitors），和其混合物。其他的添加剂可以加到粘合剂组合物中用于改善工艺和产品性能。这样的添加剂包括润滑剂、润湿剂、表面活性剂、抗静电剂，和/或防水剂。添加剂可存在于粘合剂组合物中，可以从痕量（例如<粘合剂组合物的大约0.1重量%）直至最高到粘合剂组合物中总固体的大约10.0重量%。在一些示例的实施方案中，存在的添加剂的量为粘合剂组合物中总固体的大约0.1%-大约5.0重量%，大约1.0%-大约4.0重量%，或大约1.5%-大约3.0重量%。

粘合剂进一步地包括水来溶解或分散用于应用到增强纤维之上的活性固体。可以添加足够数量的水把所述水性粘合剂组合物稀释到适合于其应用到增强纤维的粘度并且在纤维上获得期望的固含量。具体地，粘合剂组合物可以包含粘合剂组合物中总固体的大约50%-大约98.0重量%数量的水。

可以通过把交联剂溶解或分散到水中形成混合物来制备粘合剂组合物。接下来，可以把糖与所述混合物中的交联剂混合来形成粘合剂组合物。如果期望，可以把固化促进剂（即催化剂）加到所述粘合剂组合物。可以用水进一步地稀释粘合剂组合物来获得期望量的固体。必要时，可以用有机和无机酸以及碱把混合物的pH调节到期望的pH水平。

在本发明宽广的方面，糖基粘合剂组合物由糖（例如麦芽糖糊精）和交联剂（例如聚丙烯酸或柠檬酸）形成。根据本发明实施方案用于本发明粘合剂组合物的组分范围列于表1中。

表1

组分	总固体的重量%
		糖	60.0-95.0
交联剂	5.0-40.0

根据本发明实施方案包括加工助剂（例如甘油）或低分子量糖的水性粘合剂组合物陈列于表2中。

表2

组分	总固体的重量%
		糖	5.0-90.0
加工助剂	1.0-40.0
		交联剂	5.0-40.0

根据本发明进一步的实施方案包括加工助剂和催化剂／固化促进剂的水性粘合剂组合物陈列于表3中。

表3

组分	总固体的重量%
		糖	5.0-90.0
加工助剂	1.0-40.0
		交联剂	5.0-40.0
催化剂/固化促进剂	1.0-5.0

在一个示例的实施方案中，粘合剂组合物用来形成隔热制品。纤维隔热产品一般由通过固化热固性聚合物材料胶合到一起的粗化的无机纤维形成。合适的无机纤维的实例包括玻璃纤维、羊毛玻璃纤维，和陶瓷纤维。任选地，除玻璃纤维之外，诸如天然纤维和/或诸如聚酯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚酰胺、芳族聚酰胺和/或聚芳族聚酰胺（polyaramid）纤维等的合成纤维的其它增强纤维也可以存在于该隔热制品中。与本发明一起使用的术语“天然纤维”指的是从植物任何部分提取的植物纤维，包括但不限于茎、种子、叶子、根，或韧皮部。适合用作增强纤维材料的天然纤维的实例包括玄武岩、棉布、黄麻、竹、苎麻、甘蔗渣、大麻纤维、椰皮纤维、亚麻布、红麻、剑麻、亚麻、灰叶剑麻，以及其组合。隔热制品可以全部由一种类型的纤维形成，或者它们可以由多种纤维的组合形成。例如：取决于用于隔热的期望应用，隔热制品可以由各种类型的玻璃纤维的组合或者不同无机纤维和/或天然纤维的各种组合形成。这里描述的实施方案参考了全部由玻璃纤维形成的隔热制品。

通过纤维化熔化玻璃，立即在移动式输送带上形成玻璃纤维毡合织物（batt），和固化玻璃纤维隔热毡合织物上的粘合剂形成如图1和2中描述的隔热厚垫，可以在连续法中进行玻璃纤维隔热层的生产。玻璃可以在罐（未显示）中融化并供应给诸如纤维化纺丝器15等的成纤装置。纺丝器15高速旋转。离心力使得熔化的玻璃穿过纤维化纺丝器15的环形侧壁中的孔以形成玻璃纤维。任意长度的玻璃纤维30可以从该纤维化纺丝器15变细并通过设置于成型室25内部的吹风机20一般向下吹，也就是说，一般垂直于纺丝器15的平面。应当意识到玻璃纤维30可以是同样类型的玻璃或它们可以由不同类型的玻璃形成。纤维化纺丝器15形成的纤维30的至少之一是二重玻璃纤维，其中每个单根纤维是由两种不同的玻璃组成形成，这也在本发明范围之内。

吹风机20向下转动纤维30以形成纤维毡合织物40。玻璃纤维30可以具有大约2-大约9微米，或大约3-大约6微米的直径。玻璃纤维30的小的直径有助于给予最终的隔热制品软的触感和挠性。

当玻璃纤维还在成型室25中输送和从牵拉操作中还热的时候，通过环形的喷射环35用本发明的水性粘合剂组合物喷涂它，这样导致粘合剂组合物在遍及成型的玻璃纤维隔热束40上的分布。在应用水性粘合剂组合物之前，在成型室25中也可以把水施加到玻璃纤维30（例如通过喷涂）来至少部分冷却玻璃纤维30。粘合剂可以小于或等于全部产品的30重量%的量存在。

在成型室25内借助于真空（未显示）从成型传送带45下部拉出纤维束40，具有未固化的树脂粘合剂粘附于其上的玻璃纤维30可以在环形的成型传送带45上集聚并形成未固化的隔热束40。成型操作期间，来自玻璃纤维30的余热以及空气穿过纤维束40的流动在玻璃纤维30退出成型室25前一般足够挥发粘合剂中大部分水，从而使得纤维30上粘合剂的剩余组分成为粘的或半粘的高固体液体。

然后涂布的纤维束40（由于成型室25中空气流穿过束40其处于压缩状态）在引出辊50下被转送出成型室25到转移区55，在该转移区由于玻璃纤维的回弹力隔热束40垂直地展开。然后加热展开的隔热束40，如通过传送所述束40通过固化炉60，在此处热风吹过隔热束40来蒸发粘合剂中任何残存水，固化粘合剂，以及牢固地把纤维结合到一起。通过风扇75驱动的热风流过下部的烘箱传送带70、隔热束40、上面的烘箱传送带65，并且通过排气设备80排出固化炉60。固化的粘合剂给予隔热厚垫10强度和回弹力。应该意识到，粘合剂的干燥和固化可以在或者一个或者两个不同的步骤进行。两阶段（两步）工艺通常被称为B-阶段。

同时，在固化炉60中，可以通过上及下的多孔烘箱传送带65、70压缩隔热束40以形成纤维隔热厚垫10。应当意识到隔热厚垫10有上表面以及下表面。特别地，隔热厚垫10具有两主要的表面，代表性地顶和底表面，以及随着纤维厚垫10取向的两次要的或侧面的表面，以便所述主要的表面具有基本上横向取向。上及下烘箱传送带65、70可以用来压缩所述隔热束40以给予隔热厚垫10预定厚度。应当意识到，虽然图1描述了传送带65、70处于基本上平行取向，但它们可以替代地以相互之间成一定角度设置（未举例说明）。

固化炉60可以在大约100℃-大约325℃，或者大约250℃-大约300℃的温度下运行。隔热束40可以保留在烘箱之内一段充足时间以交联（固化）粘合剂和形成隔热厚垫10。本发明粘合剂组合物在低于传统的甲醛粘合剂的固化温度的温度固化。这较低的固化温度需要较少能量来加热隔热束，以及下面详细描写的非织造短切原丝毡，这导致较低的生产成本。

然后护面材料93可以设置于隔热厚垫10上形成护面层95。合适的护面材料93的非限定实例包括牛皮纸、箔-稀松布-牛皮纸叠层、再循环纸，和日历纸。护面材料93可以通过粘合剂（未显示）附着于隔热厚垫10的表面来形成护面的隔热制品97。合适的粘合剂包括可以涂布或要不然施加到护面材料93的粘合剂、聚合物树脂、沥青，和含沥青的材料。护面纤维隔热97随后可以成卷用于存储和/或运输或者通过切断装置（未举例说明）切割成预定长度。这样的护面隔热制品可以用于，例如：作为地下室末道漆体系中板条、作为管道包裹、管道板、作为护面住宅隔热，以及作为管道隔热。应当意识到，在一些示例的实施方案中，从烘箱60出来的隔热厚垫10被卷到卷辊上或切割成具有期望长度的段以及没有用护面材料93护面。任选地，隔热厚垫10可以分切成层和经过剖幅装置以及然后切割到期望长度（未举例说明）。

放置于建筑的隔热腔中的绝大部分隔热制品是诸如如上所述的隔热制品卷起来的隔热厚垫形式。护面隔热制品以护面放置平坦的方式安装在隔热腔的边缘，代表性地在隔热腔的内部侧面。在护面是蒸气阻滞剂的情况下隔热制品通常用来隔离墙、地板或天花板腔，它们使温暖的室内空间与寒冷的外部空间相分离。蒸气阻滞剂设置于隔热制品的一边以延迟或禁止水汽穿过该隔热制品的运动。

在隔热制品10中水、灰尘，和/或其他微生物营养基的存在可以支持微生物有机体的生长和繁殖。隔热制品中细菌和/或霉菌的生长可以导致隔热制品10的臭味、变色和变质，诸如，例如牛皮纸护面的防汽性能的恶化。为了抑制隔热制品10中不需要的诸如细菌、真菌和/或霉菌等的微生物的生长，可以用一种或多种抗微生物剂、杀菌剂和/或杀虫剂来处理隔热束40。抗微生物剂、杀菌剂和/或杀虫剂可以在隔热制品10的生产期间或生产工艺之后添加。应当意识到，采用本发明粘合剂组合物的隔热制品可以是所描述的玻璃纤维毡合织物、或作为松散填充的隔热制品、管道板、管道衬垫，或管道包裹（在图中未描述）。

在本发明第二个实施方案中，粘合剂组合物可以用来形成非织造短切原丝毡。特别地，粘合剂在湿铺毡生产线中在短切原丝毡的成型期间添加。单独地向短切原丝毡添加偶联剂的一个示例的工艺描述于图3中。应当意识到，这里针对的是玻璃纤维，但是所述短切原丝毡可以由非玻璃纤维形成或者包含非玻璃纤维。短切玻璃纤维110可以通过储存容器114供应到诸如传送带112等的传送设备用于输送到带有搅拌以分散所述纤维的混合罐116，所述罐包含多种表面活性剂、粘度调节剂、消泡剂，和/或别的化学试剂，以及形成短切玻璃纤维料浆（未显示）。玻璃纤维料浆可以转送到网前箱118，在此处把所述料浆放置到诸如运动筛或多孔传送带120等的传送设备上以及料浆中相当大部分的水被除去以形成网织了纤维的网（垫）122。可以通过传统的真空或抽风系统（未显示）把水从网122除去。

本发明的粘合剂124通过诸如喷雾施加器126或幕涂机等（未举例说明）的合适的粘合剂供料器施用于网122。一旦粘合剂124已经施加到垫122，粘合剂涂布的垫128通过至少一个干燥箱130来除去任何残存水以及固化粘合剂组合物124。从烘箱130出来的形成的非织造短切玻璃原丝毡132是无规定向的、分散的、单个玻璃纤维的组件。如所示短切原丝毡132可以卷到收卷辊134上存储用于以后的应用。非织造垫可以用于屋顶、地板、天花板、墙应用、作为过滤器、在岸基的车辆中、以及在飞行器中。

本发明的粘合剂制剂提供了许多优点。例如：不像传统的脲醛粘合剂，在固化（在低密度产品中）之后本发明的粘合剂具有浅色。另外，糖是天然起源的以及来源于可再生资源。经过降低或消除甲醛排放，减少了工作场所中全部的挥发性有机化合物（VOCs）排放。另外，因为糖相对便宜，隔热制品或短切纤维垫可以较低的成本生产。进一步地，所述粘合剂具有低的直到没有臭味，使得它更合意操作。

已经大略的描述本发明，参考下面举例说明的某些具体实施例可以获得进一步的了解，除非另作说明这些实施例仅仅用来举例说明的目的以及并不是意指总括的或限定性的。

实施例

实施例1：

采用列于表4中的粘合剂制剂按照下面详细描写的方式形成手抄纸。在400°F下干燥以及固化所述非织造的玻璃纤维手抄纸三分钟。在大气和蒸汽条件下测定了每个试样的拉伸强度、烧失量（LOI），以及拉伸强度与LOI之比（拉伸强度／LOI）。使用拉伸强度试验机（Instron）测量拉伸强度。{增强纤维的烧失量（LOI）是在将纤维加热到足以从纤维中燃烧或热解出有机胶料的温度后，纤维经受的重量减少。根据列于TAPPIT1013OM06，玻璃纤维毡的烧失量（2006）中的方法测量烧失量。对于把手抄纸放于蒸汽环境中，手抄纸在400-500磅/平方英寸的压力下在240°F放置于高压釜中30分钟。

根据下面的方法制造手抄纸。首先水添加到桶中（大约5升）。对于这些水，添加8滴NALCO分散剂01NM159。把风动搅拌器从高处放入桶中以及定在低速以便搅拌而不产生泡沫。对于该搅拌混合物，添加湿的短切玻璃纤维（8克）以及让其搅拌5分钟。筛捕捉器放置于12X12X12英寸40升Williams标准泵测试设备（也叫做定边装置箱（decklebox））中以及闭合该箱。然后用水充满定边装置箱到“3”标记以及板搅拌器设置于定边装置箱中。对于定边装置箱中的水，添加并用板搅拌器混合0.5重量%的聚丙烯酰胺、NALCO7768（80克）溶液直到溶解。在玻璃纤维水已经搅拌5分钟以后，添加0.5重量%的聚丙烯酰胺、NALCO7768（80克）溶液以及在低速搅拌一分钟，在此之后把搅拌速度设置为最高设置以及使其另外搅拌2分钟。然后把玻璃纤维溶液立即倒到定边装置箱之中以及用所述板搅拌器搅拌10急流遍数（rapidstrokes）。此时，降低定边装置箱上的阀直到所述定边装置箱是空的。在定边装置箱排干后，打开箱以及通过握住筛的相对的角从基底（base)除去带有手抄纸的筛。然后把筛放置在木框上和使用涂胶辊把生物基粘合剂施加到手抄纸上。然后真空除去过量的粘合剂。把粘合剂涂布的手抄纸放入烘箱用于固化以及切割成一英寸的条。这些条放置于干燥器中过夜。

本实验的结果列于表5中。应当注意到表4中的重量用克（g）表示。

表4

（1）Acumer9932：商业上获自Dow化学公司的聚丙烯酸树脂（46%固体）。

（2）QXRP1734：商业上获自Dow化学公司的聚丙烯酸树脂。

表5

根据列于表4和5中数据，推断出与当前商业获得的产品相比所述粘合剂组合物显示出相等的或更好的拉伸强度。

实施例2：

采用列于表6中的粘合剂制剂根据列于实施例1中的方法形成手抄纸。在400°F下干燥以及固化所述非织造的玻璃纤维手抄纸三分钟。在大气和蒸汽条件下测定了每个试样的拉伸强度、烧失量（LOI），以及拉伸强度与LOI之比（拉伸强度／LOI）。蒸汽条件与实施例1中所列的相同。另外，根据实施例1中描述的方法测量每个样品的烧失量以及拉伸强度。结果列于表7中。应当注意表6中的重量用克（g）表示。

表6

（1）QXRP1734：商业上获自Dow化学公司的聚丙烯酸树脂。

表7

	试样1	试样2(对照)	试样3	试样4
					拉伸强度（1bf）	16.56	23.31	20.40	20.76
LOI(%)	9.12	7.20	7.99	8.69
					拉伸强度/LOI	1.82	3.24	2.55	2.39
汽老化后拉伸强度（1bf）	15.67	13.01	13.03	14.86
					蒸汽老化后LOI(%)	9.73	7.54	8.78	9.11
蒸汽老化后拉伸强度/LOI	1.61	1.73	1.48	1.63

根据存在于表6和7中的数据，推断出包含具有不同葡萄糖当量（DE）的麦芽糖糊精的粘合剂制剂获得了好于或比得上商业获得的产品的拉伸强度、LOI，和蒸汽老化后LOI。

实施例3：

采用列于表8中的粘合剂制剂根据列于实施例1中的方法形成手抄纸。在400°F下干燥以及固化所述无纺的玻璃纤维手抄纸三分钟。在大气和蒸汽条件下测定了每个试样的拉伸强度、LOI，以及拉伸强度/LOI。蒸汽条件与实施例1中所列的相同。另外，根据实施例1中描述的方法测量每个样品的烧失量以及拉伸强度。结果列于表9中。应当注意表8中的重量用克（g）表示。

表8

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，SHP=次磷酸钠

表9

根据列于表8和9中数据，推断出含不同催化剂的生物基粘合剂制剂获得了比得上当前商业获得的产品的拉伸强度。

实施例4：

以本领域技术人员已知的方式采用列于表10中的粘合剂制剂形成R-19玻璃纤维隔热毡合织物。R-19玻璃纤维隔热毡合织物具有6%烧失量指标和在510°F下固化。在大气条件下测定了线末端毡合织物的机械性能。结果列在表11。

表10

（1）Acumer9932：商业上获自Dow化学公司的聚丙烯酸树脂（46%固体）。

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，PA=聚丙烯酸，SHP=次磷酸钠

表11

根据存在于表10和11中数据，推断出包含带有聚丙烯酸或不同比率的麦芽糖糊精以及柠檬酸的粘合剂制剂可以在典型的生产条件下固化并且获得比得上现在的商业获得产品的产品性能。

实施例5：

以本领域技术人员已知的常规方式采用列于表12中的粘合剂制剂形成R-19玻璃纤维隔热毡合织物。R-19玻璃纤维隔热毡合织物具有6%的烧失量（LOI）指标。在大气条件下测定了毡合织物的机械性能。结果列在表13。

表12

**MD=麦芽糖糊精，G=甘油，CA=柠檬酸，SHP=次磷酸钠

表13

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，G=甘油，SHP=次磷酸钠

根据列于表12和13中数据，推断出包含不同水平的加工助剂（例如甘油）的粘合剂制剂获得了比得上现在商业获得的产品的产品性能。还观察到在进入烘箱前未固化的厚垫道高度的改善与存在于所述粘合剂组合物中的甘油百分比成正比。例如：当存在于组合物中的甘油百分比从5%提高到15%时，坡道高度从15%增加到50%。

实施例6：

采用列于表14和16中的粘合剂制剂根据列于实施例1中的方法形成手抄纸。在400°F下干燥以及固化所述非织造的玻璃纤维手抄纸三分钟。在大气和蒸汽条件下测定了每个试样的拉伸强度、LOI，以及拉伸强度/LOI。蒸汽条件与实施例1中所列的相同。另外，根据实施例1中描述的方法测量每个样品的烧失量以及拉伸强度。结果列于表15和17中。应当注意表15和17中的重量用克（g）表示。

表14

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，TEOA=三乙醇胺，DEOA=二乙醇胺，SHP=次磷酸钠

表15

	试样1	试样2	试样3	试样4
					拉伸强度(1bf)	15.7	16.5	15.9	14.6
LOI(%)	5.74	5.52	5.27	4.79
					拉伸强度/LOI	2.74	3.00	3.03	3.06

表16

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，TEOA=三乙醇胺，DEOA=二乙醇胺，SHP=次磷酸钠

表17

	试样6	试样7	试样8	试样9	试样10
						拉伸强度(1bf)	15.5	19.1	18.9	16.3	18.2
LOI(%)	5.20	5.11	4.95	6.00	6.55
						拉伸强度/LOI	2.99	3.74	3.83	3.27	2.78

根据列于表14-17中的数据，推断出包含添加的链烷醇胺作为交联增强剂的粘合剂制剂获得了比得上或好于当前商业获得的产品的拉伸强度和LOI。

实施例7：

以本领域技术人员已知的常规方式采用列于表18和表20中的粘合剂制剂形成R-21玻璃纤维隔热毡合织物。R-21玻璃纤维隔热毡合织物具有5.5%的烧失量（LOI）指标。在大气条件下测定了线末端毡合织物的机械性能。结果列在表19和20。

表18

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，G=甘油，TEOA=三乙醇胺，DEOA=二乙醇胺，SHP=次磷酸钠

表19

	试样1	试样2	试样3	试样4	试样5
						硬挺度/下垂（度）	13.60	9.63	9.65	10.68	11.23

表20

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，G=甘油，TEOA=三乙醇胺，DEOA=二乙醇胺，SHP=次磷酸钠

表21

如表18-21所示，甘油、二乙醇胺，和/或三乙醇胺加入到生物基粘合剂得到具有诸如可接受的硬挺度／下垂（sag）等的良好性能的玻璃纤维隔热产品。另外，在不存在催化剂的情况下，包含麦芽糖糊精和柠檬酸混合物的粘合剂组合物在典型的生产条件下固化并且产生可接受的硬挺度／下垂性能。

实施例8：

采用列于表22中的粘合剂制剂以本领域技术人员已知的常规方式形成玻璃纤维5磅/立方英尺、1英寸厚天花板。所述天花板具有13%的烧失量（LOI）指标。在大气条件下测定所述天花板的机械性能。结果列在表23。比较试样1-3列于表22中以及试样4（为在该实验中的对照物，虽然与表22中不特别地一致）是OwensCorning5磅/立方英尺（pcf）1英寸厚天花板，商业可获得的产品。

表22

用于5磅/立方英尺（pcf）1英寸厚天花板的生物基粘合剂制剂

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，G=甘油，TEOA=三乙醇胺，SHP=次磷酸钠

表23

5磅/立方英尺，1英寸厚天花板产品性能

(1)OwensCorning5磅/立方英尺（pcf）1英寸厚天花板，商业可获得产品。

如表22和23中所示，生物基粘合剂得到具有良好使用性能的天花板，如改善的（或相同的）挠曲模量以及改善的压缩负载变形。

实施例9：

采用列于表24中的粘合剂制剂以本领域技术人员已知的常规方式形成R-6玻璃纤维软管媒介（FDM）。所述软管媒介具有6%的LOI指标。在大气条件下测定所述软管媒介的机械性能。结果列在表25。

表24

用于软管媒介的生物基粘合剂制剂

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，SHP=次磷酸钠

表25R-6软管媒介隔热产品性能

如表24和25所示，生物基得到的R-6软管媒介隔热制品，其具有比得上现有R-6软管媒介隔热工业品的拉伸强度。

实施例10：

以本领域技术人员已知的常规方式采用列于表26中的粘合剂制剂形成R-13玻璃纤维金属建筑隔热制品（MBI)。所述天花板具有6.5%的LOI指标。在大气条件下测定该金属建筑隔热制品的机械性能。结果列在表27。

表26用于金属建筑隔热制品的生物基粘合剂制剂

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，SHP=次磷酸钠

表27R-13金属建筑隔热制品产品性能

如表26和27所示，生物基粘合剂得到R-13金属建筑隔热制品，其具有比得上商业可获得的R-13金属建筑隔热产品的厚度。

实施例11：

生物基粘合剂（其包含表面活性剂来降低粘合剂表面张力、改善粘合剂喷射雾化、改善粘合剂分布均匀性，以及改善粘合剂润湿和粘合剂到纤维-纤维连接的移动）的表面张力与酚／脲／甲醛粘合剂标准进行了比较。使用表面张力测量仪6000（Chem-Dyne研究集团的SensaDyne仪器分部生产）测量本发明生物基粘合剂组合物的表面张力。用去离子水校准所述仪器。每5秒记录数据。在体系稳定和测试开始后，对于每个试样得到每一分钟测试周期的平均值。结果列在表28。

表28生物基粘合剂的表面张力以及表面活性剂加入

（1）Stanfax-十二烷基硫酸钠

（2）Surfynol465-乙氧基化2，4，7，9-四甲基5癸炔-4，7二醇

(3)Triton^TMGR-PG70-1，4-双（2-乙基己基）磺基丁二酸钠

(4)Triton^TMCF-10-α-（苯基甲基）-ω-（1，1，3，3-四甲基丁基）苯氧基-聚环氧乙烷

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，SHP=次磷酸钠

观察列于表28中结果可以推断通过添加表面活性剂使生物基粘合剂的表面张力降低。

表29用于生物基粘合剂制剂-玻璃纤维手抄纸的偶联剂

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，SHP=次磷酸钠

表30

具有包含不同偶联剂的生物基粘合剂制剂的手抄纸机械性能

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，SHP=次磷酸钠

根据列于表29和30中数据，推断出包含不同偶联剂的生物基制剂获得了比得上当前商业获得的产品的拉伸强度。

实施例12：

取决于产品和固化条件，所述生物基粘合剂可能散发香味。为了使不希望的香味排放最小化，把各种链烷醇胺添加到粘合剂组合物和在典型的（常规的）生产条件下生产R-20产品。所得材料被分割成8x8（英寸²），放入拉链袋中，以及密封。向十个专门小组提供新样品袋和所述专门小组分别给每个试样从最浓香味（较高的号码）到最弱的香味（较低的号码）分等级。该结果列于表31。

表31用生物基粘合剂制备的隔热制品中香味下降

试样	说明	香味等级（强度递减次序）
			试样1	70:30MD-CA w/5%SHP	4
试样2	60:30:10MD-CA-TEOA	3
			试样3	65:30:5MD-CA-TEOAw/5%SHP	2
试样4	65:30:5MD-CA-DEOAw/5%SHP	1

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，TEOA=三乙醇胺，DEOA=二乙醇胺，SHP=次磷酸钠

基于列于表31中数据，可以推断采用包含链烷醇胺的本发明生物基粘合剂，固化隔热制品产生的香味降低。

实施例13：

采用列于表18中试样1和试样2的粘合剂制剂与列于表32中的防潮添加剂的组合，以本领域技术人员已知的常规方式形成玻璃纤维R-13隔热制品。所述R-13产品具有6.5%的LOI指标。在大气条件下测量了添加了防潮添加剂的生物粘合剂的机械性能。结果列在表32。

表32

添加用来改善用生物基粘合剂R-13毡合织物制备的玻璃纤维隔热

制品耐水性的添加剂

**MD=麦芽糖糊精，CA=柠檬酸，SHP=次磷酸钠

基于列于表32中数据，可以推断包含不同防潮添加剂的生物基粘合剂制剂得到性能能力比得上商业获得的玻璃纤维隔热制品的玻璃纤维隔热制品。

实施例14：

环境排气试验采用列出的表18试样1的基本配方与单独的一起或者与现有乳化矿物除尘油一起使用。利用常规的生产线在至少5小时的期间内实施所述试验来制造包括对照物的每个配方的R-19隔热制品。下面是典型的排放试样分析方法以及过滤的颗粒排放和甲醛排放列于表33。

表33成型排气试验结果

根据列于表33中数据，可以推断当施用于常规的玻璃纤维隔热制品生产方法时生物基粘合剂降低形成的颗粒排放18%或以上以及几乎消除在隔热制品成型期间的甲醛排放。应当意识到检测到的少量的甲醛可能源自于甲醛粘合剂残余或其它的污染。

上面已经概述的和根据具体实施方式描述了本申请的发明。虽然已经在被认为是优选方案中阐述了本发明，但是可以在上位的公开披露中选择对本领域技术人员已知的多种替代。除下文所述的权利要求书的详述外，本发明没有另做限定。

Claims (15)

1.用于形成纤维隔热制品和非织造垫的水性粘合剂组合物，包含：

40-95％分子量为1000-8000的糖聚合物，其中该糖聚合物由麦芽糖糊精组成，葡萄糖当量数值2-20；和

至少一种交联剂，

其中的百分含量是相对于粘合剂总固体的重量百分含量。

2.权利要求1的粘合剂组合物，其中所述交联剂选自单体的多元羧酸、聚合的多元羧酸或它们相应的盐类。

3.权利要求2的粘合剂组合物，其中所述交联剂是柠檬酸。

4.权利要求1的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物包含：

总固体的5％-40重量％的所述至少一种交联剂。

5.权利要求1的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物进一步包含加工助剂，其选自甘油、1，2，4-丁三醇、l，4-丁二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、聚(乙二醇)，和它们的混合物。

6.纤维产品，包含：

多个无规定向纤维；和

施加到所述纤维中的至少一部分的粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含权利要求1的水性组合物的热固化反应产物。

7.权利要求6的纤维产品，其中所述至少一种交联剂是柠檬酸。

8.权利要求6的纤维产品，其中所述纤维产品是纤维隔热产品或非织造垫。

9.权利要求6的纤维产品，其中所述粘合剂组合物进一步包含：选自偶联剂、加工助剂、增量剂、pH调节剂、催化剂、交联密度增强剂、除臭剂、抗氧化剂、灰尘抑制剂、杀虫剂和防潮剂的至少之一。

10.制备纤维隔热产品的方法，包括：

形成包含多个无规定向玻璃纤维的纤维厚垫；

向至少一部分所述玻璃纤维施加权利要求1的粘合剂组合物；以及

使所述纤维厚垫通过烘箱来至少部分固化所述粘合剂到所述玻璃纤维上并形成隔热产品，

其中在所述固化隔热产品中所述纤维上的所述固化的粘合剂包含至少一种聚酯。

11.权利要求10的方法，进一步包含下述中的至少一个步骤：(a)分切所述固化的纤维隔热产品，或者(b)把所述固化纤维隔热产品切割到期望长度。

12.权利要求10的方法，其中所述隔热产品不含添加的甲醛。

13.权利要求10的方法，其中所述粘合剂组合物进一步包含：选自偶联剂、加工助剂、增量剂、pH调节剂、催化剂、交联密度增强剂、除臭剂、抗氧化剂、灰尘抑制剂、杀虫剂和防潮剂的至少之一。

14.用于形成纤维隔热制品和非织造垫的水性粘合剂组合物，包含：

40-95％分子量为1000-8000的糖聚合物，其中该糖聚合物由麦芽糖糊精组成，葡萄糖当量数值2-20；和

至少一种交联剂，选自多元羧酸类、多元羧酸的盐类、酐类、带有酐的单体羧酸、带有酐的多元羧酸、聚丙烯酸、聚丙烯酸的盐类、聚丙烯酸基树脂类以及其组合，

其中的百分含量是相对于粘合剂总固体的重量百分含量。

15.权利要求14的水性粘合剂组合物，其中所述交联剂选自柠檬酸、柠檬酸的盐类、己二酸和己二酸的盐类。