RU2688549C2 - Тепло- и звукоизоляционный материал из минерального волокна на основе нефенолформальдегидного связующего - Google Patents
Тепло- и звукоизоляционный материал из минерального волокна на основе нефенолформальдегидного связующего Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688549C2 RU2688549C2 RU2017131349A RU2017131349A RU2688549C2 RU 2688549 C2 RU2688549 C2 RU 2688549C2 RU 2017131349 A RU2017131349 A RU 2017131349A RU 2017131349 A RU2017131349 A RU 2017131349A RU 2688549 C2 RU2688549 C2 RU 2688549C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- dehydrating agent
- additional
- polyvinyl alcohol
- dehydrating
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims abstract description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 19
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 claims abstract description 18
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- 239000012024 dehydrating agents Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 9
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- XZQYTGKSBZGQMO-UHFFFAOYSA-I Rhenium(V) chloride Inorganic materials Cl[Re](Cl)(Cl)(Cl)Cl XZQYTGKSBZGQMO-UHFFFAOYSA-I 0.000 claims abstract description 5
- XNGYKPINNDWGGF-UHFFFAOYSA-L silver oxalate Chemical compound [Ag+].[Ag+].[O-]C(=O)C([O-])=O XNGYKPINNDWGGF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 5
- UXMRNSHDSCDMLG-UHFFFAOYSA-J tetrachlororhenium Chemical compound Cl[Re](Cl)(Cl)Cl UXMRNSHDSCDMLG-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 5
- XJUNLJFOHNHSAR-UHFFFAOYSA-J zirconium(4+);dicarbonate Chemical compound [Zr+4].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O XJUNLJFOHNHSAR-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims abstract description 5
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N butan-1-ol;titanium Chemical group [Ti].CCCCO.CCCCO.CCCCO.CCCCO FPCJKVGGYOAWIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- OZECDDHOAMNMQI-UHFFFAOYSA-H cerium(3+);trisulfate Chemical compound [Ce+3].[Ce+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O OZECDDHOAMNMQI-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims abstract description 4
- UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound [Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 4
- HZPNKQREYVVATQ-UHFFFAOYSA-L nickel(2+);diformate Chemical compound [Ni+2].[O-]C=O.[O-]C=O HZPNKQREYVVATQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 4
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 claims abstract description 4
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 claims abstract description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 20
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 claims description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 10
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 7
- 239000005871 repellent Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 2
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 claims description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Substances O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 10
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 50
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 13
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 11
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 9
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 8
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 8
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 8
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 7
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 7
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 7
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N glyoxal Chemical compound O=CC=O LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001744 Polyaldehyde Polymers 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 3
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 3
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N Glutaraldehyde Chemical compound O=CCCCC=O SXRSQZLOMIGNAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229940015043 glyoxal Drugs 0.000 description 2
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- -1 phosphodiester compounds Chemical group 0.000 description 2
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 2
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical class C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000000703 Cerium Chemical class 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 241000283984 Rodentia Species 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002981 blocking agent Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 1
- 231100000481 chemical toxicant Toxicity 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- YAMHXTCMCPHKLN-UHFFFAOYSA-N imidazolidin-2-one Chemical compound O=C1NCCN1 YAMHXTCMCPHKLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N methanone Chemical compound O=[14CH2] WSFSSNUMVMOOMR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002816 nickel compounds Chemical class 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000004713 phosphodiesters Chemical class 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910001392 phosphorus oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003281 rhenium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus hexaoxide Chemical compound O1P(O2)OP3OP1OP2O3 VSAISIQCTGDGPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L29/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L29/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
- C08L29/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J129/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Adhesives based on hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Adhesives based on derivatives of such polymers
- C09J129/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
- C09J129/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08L3/04—Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J103/00—Adhesives based on starch, amylose or amylopectin or on their derivatives or degradation products
- C09J103/04—Starch derivatives
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
- D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
- D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
- D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
- D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
- D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
- C08K2003/3045—Sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/38—Boron-containing compounds
- C08K2003/387—Borates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
- C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/14—Glass
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
- E04B1/88—Insulating elements for both heat and sound
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к тепло- и звукоизоляционному материалу, содержащему минеральные волокна диаметром от 0,5 до 10,0 мкм и связующее, полученное отверждением водной композиции, содержащей поливиниловый спирт, модифицированный крахмал и технологические добавки, а также комбинацию двух дегидратирующих агентов – основного и дополнительного. Основной дегидратирующий агент выбран из тетрабутоксититана, формиата никеля или тетрабората натрия, а дополнительный дегидратирующий агент представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из оксалата серебра, хлорида рения или смеси карбоната циркония и сульфата церия. Содержание дегидратирующих агентов составляет не более 0,022 мас.%. При этом тепло- и звукоизоляционный материал включает, мас.%: основной дегидратирующий агент от 0,01 до 0,02, дополнительный дегидратирующий агент 0,0017, поливиниловый спирт от 1,2 до 4,0, модифицированный крахмал от 1, 2 до 1,8, обеспыливатель от 0,454 до 0,5, гидрофобизирующую эмульсию от 0,435 до 0,5, силан от 0,053 до 0,2 и остальное - минеральное волокно. Также изобретение относится к способу получения такого материала. Изобретение позволяет существенно повысить технологичность и экологическую безопасность процесса изготовления изделий из волокнистого материала на нефеноформальдегидном связующем, а также улучшить характеристики готового продукта. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 табл., 6 пр.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области материалов из минерального волокна с использованием не содержащего фенола и формальдегида связующего, которые могут быть использованы при изготовлении волокнистых тепло- и звукоизоляционных изделий, применяемых в различных отраслях народного хозяйства.
Уровень техники
Минеральная и каменная вата - это волокнистый материал, который получают из расплавов горных пород габбро-базальтовой группы, а также металлургических шлаков и их смесей.
Известно, что минеральная вата является высокоэффективным тепло- и звукоизоляционным материалом. Температура плавления волокон превышает 1000°С, что позволяет применять продукцию из минеральной ваты в широких пределах рабочих температур. Огромное количество положительных свойств материала делает его одним из наиболее популярных утеплителей и звукоизолирующих материалов.
В частности, минеральная вата обладает такими уникальными свойствами, как огнестойкость, биологическая и химическая стойкость к различным агрессивным веществам, невосприимчивость к грибкам и воздействию грызунов. При этом минеральная вата соответствует действующим санитарно-гигиеническим нормам и стандартам качества. Также минеральную вату характеризует стабильность объема и формы в любых условиях, низкая теплопроводность, высокое термическое сопротивление и высокая прочность.
Изделия из минерального волокна включают в себя: маты, плиты и рулонные изделия из стекловаты, минеральной ваты и каменной ваты, в которых волокна связаны вместе отвержденным термореактивным полимерным связующим.
Исходные заготовки (ковры, маты) из волокнистого материала, используемые для последующего изготовления из них путем механической обработки различных видов тепло- и звукоизолирующих изделий, обычно производят превращением расплава подходящего сырья в волокно общепринятым способом, например, на центрифуге.
Волокна расплава, сформированные на центрифуге, вдувают в камеру волокноосаждения, и, когда они находятся в воздухе и все еще горячие, на них наносится раствор связующего, и они осаждаются случайным образом в виде первичного ковра на движущийся конвейер. Затем из первичного ковра механически формируется ковровая заготовка (мат) нужной толщины, который конвейером непрерывно подается в камеру полимеризации. В камере полимеризации через слой волокна мата продувают нагретый воздух для отверждения связующего и соединения вместе отдельных минеральных волокон.
Полученная ковровая заготовка (мат) охлаждается прососом через нее холодного воздуха, и режется на готовые изделия (плиты) или сматывается в рулонный материал.
Чаще всего в качестве связующих веществ для минеральных волокон используют фенолформальдегидные смолы, потому что они недороги, имеют низкую вязкость и способны отверждаться с образованием жесткого полимера, за счет чего получают конечный продукт с хорошими физико-механическими свойствами. Однако использование фенолформальдегидных связующих становится все более нежелательным из-за использования при их производстве и выделения в процессе их использования токсичных химических веществ (фенола и формальдегида), загрязняющих окружающую среду.
В связи с этим актуальной является задача производства изделий из минерального волокна, в которых волокна скреплены связующим, не содержащим фенол и формальдегид (а также другие токсичные вещества).
Для использования в качестве связующих при производстве волокнистых изделий было разработано множество композиций, не содержащих формальдегида (т.н. нефенолформальдегидные связующие). Основным недостатком этих решений является плохая технологичность при их применении, связанная с несовместимостью предлагаемых в них нефенолформальдегидных связующих с традиционной фенолформальдегидной смолой. Это обстоятельство вызывает необходимость длительных остановок технологического оборудования на чистку и промывку линий при переходе с производства нефенолформальдегидных марок теплоизоляционных изделий на традиционные фенольные, что происходит на практике при применении связующих на основе полиакриловой кислоты (имеющих сильнокислую реакцию рН и поэтому плохо совместимых с слабо-щелочной фенолформальдегидной смолой).
Этот недостаток частично преодолен в решении согласно патенту RU 2430124 (опубл. 27.09.2011), где раскрыта композиция для производства нетканого материала, получаемого из волокна (в частности, синтетического волокна - полиэфирного, акрилового, нейлонового, полиамидного, керамического либо стекловолокна) и способ пропитывания рыхлой массы волокон раствором связующего. Отверждаемая водная композиция для связующего для нетканого материала получена способом, включающим объединение следующих компонентов:
(а) полимера, содержащего гидроксильные группы, который является комбинацией поливинилового спирта и, по меньшей мере, одного компонента, выбранного из группы, состоящей из крахмала, модифицированного крахмала и сахара;
(б) по меньшей мере одного многофункционального сшивающего агента, выбранного из группы, состоящей из неполимерной поликислоты, ее солей, ангидрида и неполимерного полиальдегида, причем если многофункциональный сшивающий агент представляет собой неполимерный полиальдегид, то композиция дополнительно включает (в) катализатор.
При этом массовое соотношение компонентов (а):(б) лежит в диапазоне от 95:5 до примерно 35:65, а рН отверждаемой композиции повышают до по меньшей мере 1,25 путем добавления азотсодержащего основания.
Неполимерный полиальдегид в решении по патенту RU 2430124 представляет собой блокированный глиоксаль или блокированный глутаральдегид, который блокирован блокирующим агентом, представляющим собой по меньшей мере один агент, выбранный из группы, состоящей из мочевины, этиленмочевины, сорбитола и этиленгликоля.
Указанный способ применим для нетканого полотна, но имеет недостаточную водостойкость для минераловатных изделий. Кроме того, применение при производстве волокна в значительных количествах многофункционального сшивающего химического агента (например, малеинового ангидрида, глиоксаля или глутаральдегида) не позволяет утверждать о полной экологической безопасности подобного производства и полученных из этого волокна волокнистых теплоизоляционных изделий.
В публикации патентной заявки US 2013/0023174 А1 (опубл. 24.01.2013) на изобретение BINDER COMPOSITIONS WITH POLYVALENT PHOSPHORUS CROS SLINKING AGENTS описан волокнистый изоляционный продукт, в котором связующее вещество содержит полиол и фосфористый сшивающий агент, полученный из фосфоновой или фосфорной кислоты, соли, сложного эфира или ангидрида с образованием сшитых фосфодиэфирных связей. Полиол и сшивающий агент образуют полиэфирную термореактивную смолу, более конкретно фосфодиэфирную сшитую смолу.
В данном решении при сшивке полиолов используются довольно значительные количества фосфористых сшивающих агентов. Недостатками такого метода являются:
1. Недостаточная влагостойкость полученного связующего, так как фосфодиэфирные соединения образуют гели при увлажнении.
2. При переработке отходов производства волокнистых материалов возможны выбросы оксида фосфора сверх нормируемых количеств.
В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) был выбран теплоизоляционный и звукоизоляционный материал на нефенолформальдегидном связующем, раскрытый в патенте RU 2588239 (опубл/ 27.06.2016 г.).
Согласно данному патенту теплоизоляционный материал содержит минеральные волокна, связующее и нано- или микрочастицы. Связующее получают отверждением водной композиции, содержащей поливиниловый спирт, модифицированный крахмал, сшивающий агент, катализатор, силан, масляный обеспыливатель и гидрофобизатор. Нано- или микрочастицы состоят из материала, выбранного из группы, включающей графит, фуллерены, углеродные нанотрубки, глины, частицы металлов и их сплавов, карбидов и окислов, микрочастицы (микросферы) диоксида кремния или любые комбинации вышеперечисленных объектов, или любые их комбинации. Нано- или микрочастицы используют для создания более плотной сетки сшивок, получающейся при взаимодействии центров поликонденсации или полимеризации, различных реакционноспособных функциональных групп связующего, что обеспечивает лучшее отверждение компонентов связующего.
Этот способ имеет свои преимущества и позволяет получить достаточно хороший продукт, но тем не менее, характеризуется определенными недостатками: приготовление связующего в описанной технологии усложняется из-за необходимости постоянного тщательного перемешивания порошка нерастворимых микро- и наночастиц в массе жидкого связующего и обеспечения устойчивого распределения взвеси твердых частиц в водном растворе его компонентов. Кроме того, в связи с низкой насыпной массой, введение в композицию связующего некоторых наночастиц может представлять собой технологическую трудность.
Стремление нано- и микрочастиц к самопроизвольной агломерации и седиментации вызывает неравномерность их распределения в связующем, соответственно возникает опасность неоднородности свойств получаемого теплоизоляционного материала. Кроме того, некоторые виды частиц вызывают быстрое, в течение 4-6 часов истирание сопел центрифуги за счет трения, в связи с чем подача связующего на волокна становится неустойчивой. При этом ухудшается равномерность распыления связующего, оно неравномерно распределяется на волокне. В связи с этим устранения неравномерного скрепления волокна в изделиях приходится увеличивать расход связующего, что приводит к увеличению горючести готового продукта. Поэтому через 4 часа работы необходимо останавливать выпуск изделий и менять сопла центрифуг.
Дегидратация поливинилового спирта является трудной задачей, поэтому используемое в патенте RU 2588239 связующее требует высоких температур сушки и отверждения - не менее 260°С. Такая температура вызывает потери связующего в камере полимеризации порядка 30-40% по сухому веществу вследствие частичной деструкции исходных компонентов.
Таким образом, задача повышения технологичности способа получения минерального волокна на нефенолформальдегидном связующем и изделий из него имеет большую актуальность. Кроме того, существует потребность в повышении экологической безопасности технологического процесса, и повышения качества производимых изделий, в первую очередь, обеспечения водостойкости не ниже, чем на фенолформальдегидном связующем.
Раскрытие изобретения
Поставленная задача решается путем снижения температур отверждения компонентов связующего, а также за счет облегчения дегидратации и снижения температуры поликонденсации.
Был разработан тепло- и звукоизоляционный материал, который содержит минеральные волокна диаметром от 0,5 до 10,0 мкм и связующее, содержащее связывающий эти волокна нетоксичный полимерный компонент, способный к переходу в неплавкое и нерастворимое состояние за счет процесса его самостоятельной каталитической термодегидратации, межмолекулярной и внутримолекулярной сшивки. Полимерный компонент содержит в качестве основных составляющих поливиниловый спирт и модифицированный крахмал и отверждается из водной композиции. Связующее также содержит обычные при производстве подобных тепло- и звукоизоляционных волокнистых материалов технологические добавки, такие как силан, масляный обеспыливатель, гидрофобизатор.
Кроме того, для облегчения дегидратации и снижения температур отверждения связующее содержит каталитическую систему, представляющую собой комбинацию двух различных катализаторов. Это способствует протеканию процесса дегидратации за время, достаточное для прохождения ковровой заготовкой (матом) камеры полимеризации (в течение 4-10 минут, при температурах отверждения до 225°С). При этом никаких иных специальных химических сшивающих веществ (которые участвуют в межмолекулярной химической реакции с гидроксилсодержащими компонентами связующего) в процессе не применяется, что обеспечивает существенно большую степень экологической безопасности получаемой продукции.
В состав каталитической системы входят два дегидратирующих каталитических агента - основной (содержится в больших количествах) и дополнительный (содержится в меньших количествах). При этом каталитические агенты для смешивания выбирают из следующих веществ:
Группа 1 (основной каталитический агент):
- органические соединения титана (предпочтительно тетрабутоксититан);
- органические соединения никеля (предпочтительно формиат никеля);
- соединения бора (предпочтительно тетраборат натрия). Группа 2 (дополнительный каталитический агент):
- соли серебра (предпочтительно: оксалат серебра и/или нитрат серебра);
- соли рения (предпочтительно хлорид рения);
- соли циркония (предпочтительно карбонат циркония);
- соли церия (предпочтительно сульфат церия);
Возможно одновременное применение в каталитической системе нескольких разных каталитических агентов, представленных в вышеприведенных группах, в любом их сочетании внутри каждой из групп.
Разделение каталитических агентов на группы основано на том, что основной каталитический агент используется в процессе в существенно больших количествах (от 0,005 масс. % до 0,02 масс. % в пересчете на готовую продукцию), чем дополнительный каталитический агент (от 0,0007 масс. % до 0,0017 масс. % в пересчете на готовую продукцию). Таким образом, массовое соотношение основного и дополнительного дегидратирующего каталитического агента составляет примерно от 7 до 29. При большем соотношении возникает необоснованный перерасход катализатора, а при большей доле дополнительного каталитического агента значительно возрастает стоимость композиции без существенного выигрыша в свойствах готового продукта и технологических условиях.
Комбинированная дегидратирующая каталитическая система, присутствующая в получаемой продукции в весьма малых количествах (не более 0,022% от массы готовой продукции) и не создающая угрозы экологической безопасности при ее применении, тем не менее обеспечивает эффект сшивки, работая в связующем как катализатор дегидратации макромолекул поливинилового спирта и модифицированного крахмала. В результате инициированного этой системой процесса каталитической термодегидратации происходит внутри- и межмолекулярная сшивка макромолекул поливинилового спирта и модифицированного крахмала за счет взаимодействия ОН- групп полимерной матрицы между собой с выделением при этом низкомолекулярных продуктов реакции (прежде всего - воды).
В результате такого химического превращения пленка связующего, скрепляющая между собой отдельные волокна теплоизоляционного материала, становится прочной и водонерастворимой, что обеспечивает необходимый комплекс потребительских свойств получаемых изделий по прочности, сжимаемости и водостойкости.
Процессы каталитической дегидратации поливинилового спирта с использованием различных катализаторов были известны в уровне техники и ранее, однако было неожиданно обнаружено, что применение комбинации двух каталитических агентов по изобретению в выбранном количественном соотношении (основного больше, а дополнительного значительно меньше) позволяет существенно снизить температуру и время прохождения процесса отверждения. За счет этого каталитическую дегидратацию стало возможным применить для связующего, содержащего поливиниловый спирт и модифицированный крахмал в качестве экологически безопасного связующего для минерального волокна.
При попытках использования только одного каталитического агента (из группы «основных») в приемлемых по технологическим условиям диапазонах температур отверждения не достигается достаточная степень отверждения, которая обеспечивает необходимые свойства готовой продукции, прежде всего - нужную степень ее водостойкости.
Применение системы каталитических агентов позволяет снизить температуру такого процесса при неизменном времени прохождения камеры полимеризации с 260°С (без каталитических агентов) или 245°С (при использовании только одного из основных катализаторов) до диапазона с 207°С до 225°С (при использовании комбинации основного и дополнительного катализаторов), что технологически очень выгодно с точки зрения энергозатрат.
В готовом материале содержится: минеральные волокна - от 92,0 до 98,0 мас. %; связующее - от 0,95 до 7,00 мас. % (в том числе -поливиниловый спирт - от 0,72 до 4,00 мас. %, модифицированный крахмал от 0,01 до 3,00 мас. %, кроме того - технологические добавки: силан, масляный обеспыливатель, гидрофобизатор) и комбинированная система дегидратирующих каталитических агентов от 0,007 до 0,022 мас. %.
После отверждения связующего в материале содержится до 7,0 мас. % отвержденного полимера, более предпочтительно - от 0,95 до 4,3 мас. % отвержденного полимера.
В другом аспекте изобретения также предложен способ получения тепло- и звукоизоляционного материала по п. 1, в котором на центрифугу подают образующееся из расплава минеральное или стеклянное волокно одновременно с не содержащей фенола и формальдегида связующей композицией, содержащей поливиниловый спирт, модифицированный крахмал, технологические добавки и комбинацию двух дегидратирующих каталитических агентов, причем в качестве основного дегидратирующего каталитического агента выбирают по меньшей мере одно вещество из органического соединения титана, органического соединения никеля и соединения бора, а в качестве дополнительного дегидратирующего каталитического агента выбирают по меньшей мере одно вещество из солей серебра, солей рения, солей циркония и солей церия; после чего полученную ковровую заготовку формуют до нужной толщины и подвергают термообработке.
Технологические добавки включают в себя силан, масляный обеспыливатель и гидрофобизирующую эмульсию.
Композицию связующего смешивают на производстве минераловатных изделий непосредственно перед ее нанесением на волокно, путем последовательного смешения всех компонентов. Для этого сначала смешивают водные растворы поливинилового спирта и модифицированного крахмала, затем вносят технологические добавки, после чего добавляют комбинацию дегидратирующих каталитических агентов. При этом дегидратирующие каталитические агенты могут вводиться в состав связующего как в твердом виде, так и в виде раствора или суспензии в подходящем растворителе.
Термообработку ковровой заготовки волокнистого материала производят при температуре 220-230°С в течение времени, достаточного для его высушивания и прохождения процесса отверждения связующего, предпочтительно в течение 4-10 минут.
В ходе термообработки через ковровую заготовку пропускают горячий воздух, а после термообработки ковровую заготовку охлаждают прососом через нее холодного воздуха.
Количество компонентов связующего выбирают с учетом потерь минерального волокна при волокнообразовании и подают его на центрифугу с избытком 18%.
Полученную ковровую заготовку нарезают на плиты, либо сматывают в рулоны, получая готовые изделия.
Предлагаемый способ не требует изменения существующей технологии производства изделий из минерального волокна, поскольку используются обычные минеральные волокна с диаметром в диапазоне от 0,5 до 10,0 мкм, любого химического состава - базальтовые, стеклянные или шлаковые. Плотность получаемого волокнистого материала может составлять от 10 до 185 кг/м3 (предпочтительно - от 25 до 120 кг/м3),что также соответствует требованиям к подобной продукции.
Осуществление изобретения
Тепло- и звукоизоляционные волокнистые изделия по изобретению изготавливали путем нанесения не содержащей фенола и формальдегида связующей композиции на образующееся из расплава минеральное или стеклянное (шлаковое) волокно. Полученный первичный ковер далее формовали до нужной толщины ковровой заготовки (мата) волокнистого материала и подвергали термообработке, в результате которых связующая композиция отверждалась с получением неплавкого и нерастворимого полимера, связывая между собой отдельные волокна и образуя прочное волокнистое изделие.
Термообработка ковровой заготовки (мата) волокнистого материала производится при температуре в среднем 225°С в течение времени, достаточного для его высушивания и прохождения процесса отверждения связующего (в течение 4-10 минут).
После отверждения связующего конечный продукт содержал до 7,0 масс. % отвержденного полимера, более предпочтительно - от 0,95 до 4,3 масс. % отвержденного полимера, при этом массовые проценты рассчитаны исходя из количества волокна и отвержденного полимера.
Полученную ковровую заготовку (мат) охлаждали прососом через нее холодного воздуха и нарезали на готовые изделия (плиты), либо сматывали в рулонные изделия.
Далее приведены примеры осуществления данного изобретения. Не являясь единственно возможными, они наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата в различных вариантах осуществления изобретения.
ПРИМЕРЫ
Раствор модифицированного крахмала (компонент А) получали путем растворения 30 кг крахмала или модифицированного крахмала в 70 л деминерализованной воды.
Раствор поливинилового спирта (компонент В) получали путем растворения 30 кг поливинилового спирта в 70 л деминерализованной воды.
Пример 1. Получение теплоизоляционных изделий со средней плотностью (35-45 кг/м3).
Компоненты (из расчета на одну тонну готовой продукции), перечисленные в таблице 1, смешивают в следующем порядке:
- компонент А - 47 кг,
- компонент В - 47 кг,
- вода - 331 л,
- обеспыливатель Пентамикс 842 - 10,7 кг,
- гидрофобизатор Silres BS 5136 - 10,2 кг,
- силан Silquest А 1524 - 0,63 кг
- дегидратирующий каталитический агент соединений Группы 1-0,1 кг.
и
- дегидратирующий каталитический агент соединений Группы 2 - 0,02 кг.
Полученное связующее непрерывно подавали на центрифугу одновременно с подачей расплава. При этом композиция наносилась на волокно. Из волокна с нанесенным связующим формировали первичный ковер, затем выполняли его сушку и отверждение в камере полимеризации при температуре 220-230°С, а через минераловатный ковер циркулировали горячий воздух. Затем ковер охлаждали прососом через него холодного воздуха, и нарезали на готовые изделия.
Количество компонентов указано из расчета на 1 тонну готовой продукции с учетом потерь минерального волокна при волокнообразовании в размере 17%; поэтому на центрифугу подавали на 18% больше композиции связующего.
Пример 2. Получение теплоизоляционных изделий с малой плотностью (25-35 кг/м3).
Отличается от примера 1 уменьшенной загрузкой на смешение компонентов связующего, перечисленных в таблице 2, а именно:
- компонент А - 0,66 кг,
- компонент В - 28,2 кг,
- вода - 396,14 л,
Пример 3. Получение теплоизоляционных изделий с высокой плотностью (более 100 кг/м3), с применением комбинации двух дегидратирующих каталитический агентов из соединений группы 2.
Отличается от примера 1 увеличенной загрузкой компонентов связующего, перечисленных в таблице 3, на смешение, а именно:
- компонент А - 70,2 кг,
- компонент В - 157,7 кг,
- вода - 197,1 л,
Пример 4. Получение теплоизоляционных изделий со средней плотностью (80-90 кг/м3).
Пример 5. Получение теплоизоляционных изделий с высокой плотностью (более 100 кг/м3) с применением только катализатора Группы 1, без использования дополнительного дегидратирующего агента из Группы 2.
Отверждение изделий с рецептурой по примерам 1-4 в камере полимеризации потребовало температуру от 210 до 230°С для обеспечения водопоглощения не более 1 кг/м2, а по рецептуре примера 5 без применения дополнительного дегидратирующего агента группы 2 - потребовало для обеспечения такого же водопоглощения температуры 245°С.
Полученные изделия - тепло- и звукоизоляционные волокнистые плиты - имеют свойства, приведенные в таблице 6.
Вышеприведенные экспериментальные данные демонстрируют, что при изготовлении волокнистых тепло- и звукоизоляционных изделий, в частности, плит, можно получить продукт, имеющий требуемые потребительские свойства и характеристики.
Указанные параметры обеспечивают удовлетворительную степень сшивки связующего, его водопоглощение, прочность и жесткость. Таким образом, по физико-механическим и теплотехническим характеристикам, а также по водопоглощению полученный продукт не уступает материалу, выпускаемому как на традиционных фенолформальдегидных смолах, так и по известным из уровня техники способам получения волокнистых изделий с применением нефенолформальдегидных связующих, но позволяет обеспечить большую экологическую безопасность как при производстве, так и при применении.
Настоящее изобретение позволяет существенно повысить технологичность процесса получения изделий из волокнистого материала на нефеноформальдегидном связующем, устранив недостатки используемых и предлагавшихся ранее способов, в частности - отказаться от использования в процессе нано- и микрочастиц и от необходимости тщательного их распределения в массе жидкого связующего. В то же время предлагаемая технология сохраняет их основные преимущества - хорошую совместимость с фенолформальдегидными связующими (что упрощает переход с одной марки волокнистых теплоизоляционных изделий на другую) и малую токсичность основных применяемых химических компонентов (поливинилового спирта и модифицированного крахмала), что позволяет выпускать более безопасную для человека тепло- и звукоизоляционную продукцию.
Claims (23)
1. Тепло- и звукоизоляционный материал, содержащий:
минеральные волокна диаметром от 0,5 до 10,0 мкм, основной и дополнительный дегидратирующий агенты и связующее, полученное отверждением водной композиции, содержащей поливиниловый спирт, модифицированный крахмал и технологические добавки: обеспыливатель, гидрофобизирующую эмульсию и силан, при следующем соотношении, мас.%:
основной дегидратирующий агент от 0,01 до 0,02
дополнительный дегидратирующий агент 0,0017
поливиниловый спирт от 1,2 до 4,0
модифицированный крахмал от 1,2 до 1,8
обеспыливатель от 0,454 до 0,5
гидрофобизирующая эмульсия от 0,435 до 0,5
силан от 0,053 до 0,2
минеральное волокно остальное, причем основной дегидратирующий агент выбран из тетрабутоксититана, формиата никеля или тетрабората натрия, а дополнительный дегидратирующий агент выбран из оксалата серебра, хлорида рения или смеси карбоната циркония и сульфата церия.
2. Материал по п. 1, в котором дополнительный дегидратирующий агент представляет собой оксалат серебра.
3. Материал по п. 1, в котором дополнительный дегидратирующий агент представляет собой хлорид рения.
4. Материал по п. 1, в котором дополнительный дегидратирующий агент представляет собой смесь карбоната циркония и сульфата церия.
5. Материал по п. 1, в котором количество дегидратирующих агентов составляет не более 0,022 мас.%.
6. Способ получения тепло- и звукоизоляционного материала по п. 1, в котором на центрифугу подают образующееся из расплава минеральное волокно одновременно со связующей композицией, содержащей поливиниловый спирт, модифицированный крахмал, технологические добавки и комбинацию двух дегидратирующих агентов, причем основной дегидратирующий агент выбирают из тетрабутоксититана, формиата никеля и тетрабората натрия, а дополнительный дегидратирующий агент выбирают из оксалата серебра, хлорида рения или смеси карбоната циркония и сульфата церия; после чего полученную ковровую заготовку формуют до нужной толщины и подвергают термообработке.
7. Способ по п. 6, в котором композицию связующего смешивают на производстве минераловатных изделий непосредственно перед ее нанесением на волокно путем последовательного смешения всех компонентов.
8. Способ по п. 7, в котором для получения композиции связующего сначала смешивают водные растворы поливинилового спирта и модифицированного крахмала, затем вносят технологические добавки, после чего добавляют комбинацию дегидратирующих агентов.
9. Способ по п. 8, в котором дегидратирующие агенты вводят в состав связующего либо в твердом виде, либо в виде раствора или суспензии в подходящем растворителе.
10. Способ по п. 6, в котором термообработку ковровой заготовки волокнистого материала производят при температуре 220-230°С в течение времени, достаточного для его высушивания и прохождения процесса отверждения связующего, предпочтительно в течение 4-10 мин.
11. Способ по п. 10, в котором в ходе термообработки через ковровую заготовку пропускают горячий воздух.
12. Способ по п. 10, в котором после термообработки ковровую заготовку охлаждают прососом через нее холодного воздуха.
13. Способ по п. 10, в котором количество компонентов связующего выбирают с учетом потерь минерального волокна при волокнообразовании и подают его на центрифугу с избытком.
14. Способ по п. 6, в котором полученную ковровую заготовку нарезают на плиты либо сматывают в рулоны, получая готовые изделия.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017131349A RU2688549C2 (ru) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | Тепло- и звукоизоляционный материал из минерального волокна на основе нефенолформальдегидного связующего |
| EP18854731.9A EP3680292A4 (en) | 2017-09-06 | 2018-10-30 | THERMAL AND SOUND INSULATING MATERIAL FROM A MINERAL FIBER BASED ON A PHENOL-FORMALDEHYDE-FREE BINDING AGENT |
| PCT/RU2018/050133 WO2019050439A2 (ru) | 2017-09-06 | 2018-10-30 | Тепло- и звукоизоляционный материал из минерального волокна на основе нефенолформальдегидного связующего |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017131349A RU2688549C2 (ru) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | Тепло- и звукоизоляционный материал из минерального волокна на основе нефенолформальдегидного связующего |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017131349A3 RU2017131349A3 (ru) | 2019-03-12 |
| RU2017131349A RU2017131349A (ru) | 2019-03-12 |
| RU2688549C2 true RU2688549C2 (ru) | 2019-05-21 |
Family
ID=65634477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017131349A RU2688549C2 (ru) | 2017-09-06 | 2017-09-06 | Тепло- и звукоизоляционный материал из минерального волокна на основе нефенолформальдегидного связующего |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3680292A4 (ru) |
| RU (1) | RU2688549C2 (ru) |
| WO (1) | WO2019050439A2 (ru) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11813833B2 (en) | 2019-12-09 | 2023-11-14 | Owens Corning Intellectual Capital, Llc | Fiberglass insulation product |
| EP3966379B1 (en) * | 2020-03-30 | 2022-10-26 | Freudenberg Performance Materials SE & Co. KG | Bituminous membranes with biodegradable binder |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2720468A (en) * | 1954-05-28 | 1955-10-11 | Du Pont | Process for gelling |
| US5362573A (en) * | 1993-01-28 | 1994-11-08 | Pandian Vernon E | Use of zirconium salts to improve the surface sizing efficiency in paper making |
| RU2430124C2 (ru) * | 2005-05-06 | 2011-09-27 | Дайнеа Ой | Отверждаемая водная композиция на основе поливинилового спирта, не содержащая формальдегид |
| RU2509064C1 (ru) * | 2012-09-05 | 2014-03-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Полимерный композиционный материал и способ его получения |
| RU2588239C2 (ru) * | 2014-04-30 | 2016-06-27 | Закрытое акционерное общество "ТехноНИКОЛЬ" | Теплоизоляционный и звукоизоляционный материал на нефенолформальдегидном связующем |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2966822B1 (fr) * | 2010-11-02 | 2017-12-22 | Saint-Gobain Technical Fabrics Europe | Liant pour mat de fibres, notamment minerales, et produits obtenus |
| WO2012166414A1 (en) * | 2011-05-27 | 2012-12-06 | Cargill, Incorporated | Bio-based binder systems |
| US9957409B2 (en) | 2011-07-21 | 2018-05-01 | Owens Corning Intellectual Capital, Llc | Binder compositions with polyvalent phosphorus crosslinking agents |
| WO2017098483A1 (en) * | 2015-12-11 | 2017-06-15 | Zetland Technologies Limited | Aggregation of small particles |
-
2017
- 2017-09-06 RU RU2017131349A patent/RU2688549C2/ru active
-
2018
- 2018-10-30 EP EP18854731.9A patent/EP3680292A4/en not_active Withdrawn
- 2018-10-30 WO PCT/RU2018/050133 patent/WO2019050439A2/ru unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2720468A (en) * | 1954-05-28 | 1955-10-11 | Du Pont | Process for gelling |
| US5362573A (en) * | 1993-01-28 | 1994-11-08 | Pandian Vernon E | Use of zirconium salts to improve the surface sizing efficiency in paper making |
| RU2430124C2 (ru) * | 2005-05-06 | 2011-09-27 | Дайнеа Ой | Отверждаемая водная композиция на основе поливинилового спирта, не содержащая формальдегид |
| RU2509064C1 (ru) * | 2012-09-05 | 2014-03-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Полимерный композиционный материал и способ его получения |
| RU2588239C2 (ru) * | 2014-04-30 | 2016-06-27 | Закрытое акционерное общество "ТехноНИКОЛЬ" | Теплоизоляционный и звукоизоляционный материал на нефенолформальдегидном связующем |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3680292A2 (en) | 2020-07-15 |
| RU2017131349A3 (ru) | 2019-03-12 |
| WO2019050439A2 (ru) | 2019-03-14 |
| RU2017131349A (ru) | 2019-03-12 |
| WO2019050439A3 (ru) | 2019-05-02 |
| EP3680292A4 (en) | 2020-07-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2444552C (en) | Filler extended fiberglass binder | |
| DE69800927T2 (de) | Modifiziertes harnstoff-formaldehyd-harz-bindemittel für die herstellung von faservliesen | |
| KR101666601B1 (ko) | 수소화된 당에 기초한 미네랄 울을 위한 사이징 조성물 및 얻어진 차단 제품 | |
| JP5744754B2 (ja) | 難燃性ミネラルウールをベースにした絶縁製品、製造方法および好適なサイズ剤組成物 | |
| JP4718448B2 (ja) | 無機繊維用のポリカルボン酸及びポリアミンを含むサイジング組成物、その製造方法並びに得られる製品 | |
| US5318990A (en) | Fibrous glass binders | |
| JP6141840B2 (ja) | マルチトールを基にしたミネラルウールのためのサイジング組成物及び得られた絶縁製品 | |
| JP6625554B2 (ja) | 非還元糖と水素添加糖とに基づくサイジング組成物、及び得られる絶縁製品 | |
| CN1487975A (zh) | 含有苯乙烯-丙烯酸类或苯乙烯-马来酸酐-丙烯酸类共聚物的脲醛树脂粘合剂 | |
| EP3279249B1 (en) | Method for preparing a porous fiber-reinforced composite | |
| JPS58120542A (ja) | 水性サイズ剤組成物およびそれを用いて作製した熱硬化性ポリマ−補強材用ガラス繊維 | |
| JP2008542451A (ja) | ホルムアルデヒドを含まないポリビニルアルコール系硬化性水性組成物 | |
| JP6158836B2 (ja) | フミン酸及び／又はフルボ酸に基づく、繊維、特にミネラル繊維用のサイジング組成物、及びそれから得られる絶縁製品 | |
| RU2688549C2 (ru) | Тепло- и звукоизоляционный материал из минерального волокна на основе нефенолформальдегидного связующего | |
| EP1004629B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von schnellhärtenden, mit Phenolharz gebundenen Formkörpern | |
| EP3034555A1 (en) | Curable formaldehyde-free resin dispersion and improved mineral wool products produced therewith | |
| CN104884691A (zh) | 用于屋面产品的玻璃垫 | |
| RU2636967C1 (ru) | Субстрат минераловатный для выращивания растений на нефенолформальдегидном связующем | |
| JP2002283372A (ja) | 再使用可能な成形体の製造方法 | |
| US3846225A (en) | High temperature insulation-binder compositions | |
| JP2024504004A (ja) | 固体バインダ | |
| RU2588239C2 (ru) | Теплоизоляционный и звукоизоляционный материал на нефенолформальдегидном связующем | |
| US20140323617A1 (en) | Substrate binding process | |
| US3056708A (en) | Mineral fiber mat formation | |
| JP7587596B2 (ja) | ミネラルウール用バインダーおよび硬化性樹脂 |