專利名稱：石纖維產(chǎn)品用粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提供礦物纖維，即人造玻璃纖維，例如玻璃棉、礦渣棉或石棉用粘合劑的方法；通過這種方法獲得的粘合劑和含這種粘合劑的石纖維產(chǎn)品。
石纖維產(chǎn)品通常包括通過固化的熱固性聚合物材料粘接在一起的礦物纖維。一種或多種熔融的玻璃棉、礦渣棉或石棉流拉伸成纖維和吹成成形室，其以網(wǎng)狀物形式沉積在輸送帶上。在成形室中氣載和仍然熱的纖維與粘合劑一起噴射。然后涂布的纖維網(wǎng)從該室輸送到固化爐中，在此熱空氣吹過玻璃纖維氈，固化粘合劑和將石纖維纖維牢固地粘接在一起。
在固化步驟過程中，當(dāng)熱空氣吹過玻璃纖維氈，固化粘合劑時(shí)，在WO99/36368中公開的粘合劑可在石纖維中移動，從而導(dǎo)致粘合劑的分布不均勻，具體地說發(fā)現(xiàn)在礦物纖維坯料的底部(熱空氣吹入產(chǎn)品內(nèi)的一側(cè)坯料)的粘合劑比其頂部少。
此外，在固化過程中，損失大量樹脂，這導(dǎo)致令人討厭的高排放和粘合劑的高度損失。
本發(fā)明的一個目的是改進(jìn)這種狀況。
本發(fā)明一方面提供了一種礦物纖維用粘合劑的方法，所述方法包括下述步驟在反應(yīng)條件下將胺和酸酐在一起混合，僅在酸酐基本上溶解在胺中和/或與胺反應(yīng)之后，向其中加入水，并由此終止反應(yīng)。
優(yōu)選向反應(yīng)混合物中加入第二種酸酐，從而優(yōu)選在加入第二種酸酐之前立即向反應(yīng)混合物中加入水，或與第二種酸酐一起向反應(yīng)混合物中加入水，或在所有的第二種酸酐基本上溶解在第一種酸酐與胺的混合物中和/或與該混合物反應(yīng)時(shí)，向反應(yīng)混合物中加入水。
向反應(yīng)混合物中加入水，其用量最優(yōu)選使之可容易地泵送。
石纖維用的低粘度樹脂粘合劑是已知的，其中通常的步驟是在加入任何酸酐之前，混合二乙醇胺與水，使粘度/攪拌問題最小，并獲得所需的水溶性。然而這些樹脂含有大量殘留的單體，即未反應(yīng)的起始材料，和具有提供低分子量粘合劑的缺點(diǎn)，這導(dǎo)致固化時(shí)間長。為了克服這些長固化時(shí)間的問題，常需要使用高的固化溫度，所伴隨的問題是高固化溫度和長固化時(shí)間引起粘合劑的大量蒸發(fā)和粘合劑的分布不均勻。
如此獲得的粘合劑的粘合劑損失高、排放高和產(chǎn)生固化問題。
通過使用本發(fā)明的方法，提供粘合劑以粘接石纖維產(chǎn)品，其中殘留單體量，即未反應(yīng)的起始材料量得到降低，和粘合劑具有較高的平均分子量，同時(shí)仍然保持其水溶性。
此外，本發(fā)明人證明使用本發(fā)明的方法可降低排放量，提高粘合劑產(chǎn)率，可縮短固化時(shí)間，同時(shí)可改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量。
理論上，單體在固化過程中也參與粘合劑的交聯(lián)反應(yīng)，但若這一用量太高，和固化時(shí)間太短，則大多數(shù)單體蒸發(fā)。
本發(fā)明人證明從反應(yīng)開始時(shí)刻就沒有加入水的粘合劑可降低未反應(yīng)單體的數(shù)量并增加固化速度，得到較高平均分子量的粘合劑。
此外，本發(fā)明人證明由于存在較少的未反應(yīng)單體，導(dǎo)致固化過程中粘合劑的損失較少，從而由于較短的固化時(shí)間和較高的起始Mw導(dǎo)致得到粘度的快速增加。這種粘度的快速增加使單體難以從反應(yīng)混合物中蒸發(fā)，相反單體作為粘合劑組分具有進(jìn)行反應(yīng)的時(shí)間并參與交聯(lián)反應(yīng)。此外，由于通過本發(fā)明方法獲得的粘合劑的增加的粘度，導(dǎo)致當(dāng)將粘合劑施加到石纖維上并發(fā)生固化時(shí)，粘合劑在石纖維中較少移動。
在一個實(shí)施方案中，首先將胺加熱到至少40℃，優(yōu)選至少50℃，和最優(yōu)選約60℃的溫度，其后加入第一種酸酐，然后將反應(yīng)溫度升高到至少70℃，優(yōu)選至少約80℃，和最優(yōu)選至少約95℃，在此溫度下當(dāng)所有的第一種酸酐基本上溶解和/或反應(yīng)時(shí)，向反應(yīng)混合物中加入第二種酸酐。
或者使反應(yīng)溫度從90-95℃增加到100-200℃，得到單體轉(zhuǎn)化成低聚物的較高轉(zhuǎn)化率。
優(yōu)選的溫度范圍是120-170℃，和最優(yōu)選130-150℃。
溫度至少100℃，通常至少120℃，和優(yōu)選約130℃。溫度通常低于200℃，和優(yōu)選低于170℃，更優(yōu)選低于150℃。
當(dāng)反應(yīng)溫度升高時(shí)，低聚物的平均分子量增加。
當(dāng)由較高溫度反應(yīng)的樹脂制備的粘合劑固化時(shí)，其蒸發(fā)損失較低。
在這些條件下制備的粘合劑能提供粘合劑增加的平均分子量，但仍然具有所需的可泵送性、粘度和可用水稀釋的性能，所述反應(yīng)條件是指當(dāng)?shù)谝环N酸酐與第二種酸酐一起反應(yīng)時(shí)，或在反應(yīng)終止時(shí)刻加入水，其中水量使得粘合劑可容易地泵送。
但在起始時(shí)刻加入水而制備的本發(fā)明的粘合劑具有大于50％未反應(yīng)的二乙醇胺和聚羧酸(酸酐與水反應(yīng))單體，小于15％完全形成酰胺的酰胺，以及約400，和最大約600的平均分子量。
在反應(yīng)終止時(shí)刻加入水，與第二種酸酐一起加入水，或在加入第二種酸酐之前立即加入水的本發(fā)明方法制備的樹脂具有較少的未反應(yīng)單體，特別是較少的聚羧酸，與從起始時(shí)刻加入水的情況相比少30％，但酰胺含量較高，具有15％或更高的完全形成酰胺的酰胺，以及約500-900，和最大約2000的平均分子量。
在權(quán)利要求7-11中還描述了第一種和第二種酸酐以及胺。
用作粘合劑的反應(yīng)混合物也可包括權(quán)利要求13-19中所述的促進(jìn)劑、樹脂添加劑、抑制對泵以及類似物產(chǎn)生影響的腐蝕抑制劑和/或交聯(lián)劑。
本發(fā)明方法的進(jìn)一步特征見權(quán)利要求20-28。
本發(fā)明人證明該粘合劑混合物的陳化強(qiáng)度可通過加入硅烷得到改進(jìn)。
樹脂反應(yīng)混合物中硅烷的用量至少0.1％，通常至少0.2％，和優(yōu)選至少約1％，通常低于5％，和優(yōu)選低于3％，和常為約1.5％。
為了改進(jìn)粘合劑的水溶性，可加入堿，使pH最多約8，在此pH優(yōu)選在約6-8之間，更優(yōu)選約7的pH。堿可與聚丙烯酸混合，并在通過加入水終止樹脂反應(yīng)之后將堿加入到樹脂中。因此在制備樹脂后需要首先加入堿。堿在加入之前可與含羧酸基團(tuán)的聚合物混合。合適的堿可以是NH3，DEA，TEA或堿金屬氫氧化物。
發(fā)現(xiàn)與含羧酸基團(tuán)的聚合物一起加入一種或多種交聯(lián)劑，可增加粘合劑的固化速度。
選擇第一種和第二種酸酐，以提供反應(yīng)產(chǎn)物大量未反應(yīng)的聚羧酸基團(tuán)，對于水溶性來說這是優(yōu)選的。最優(yōu)選的粘合劑由30％DEA(二乙醇胺)、THPA(四氫鄰苯二甲酸酐)和TMA(偏苯三酸酐)的聚合物、15％DEA單體、10％與水反應(yīng)成二酸的THPA單體、5％與水反應(yīng)成三酸的TMA單體和40％水組成。在聚合物中優(yōu)選約50％反應(yīng)的DEA與酰胺反應(yīng)，和其它50％反應(yīng)的DEA與酯反應(yīng)。
另一優(yōu)選的粘合劑由約40％或更多的聚合物、(DEA、THPA、TMA)、約10％或更低DEA單體、分別與水反應(yīng)成二酸、三酸的約10％或更低的THPA單體和TMA單體和40％水組成。
現(xiàn)通過下述實(shí)施例并參考表1進(jìn)一步闡述本發(fā)明，其中表1示出了多種樹脂配方。
制備樹脂配方(參見表1、2和3)。
表中的縮寫為DEA-二乙醇胺GLA-戊二酸酐SCA-琥珀酸酐TMA-偏苯三酸酐ADP-己二酸THPA-四氫鄰苯二甲酸酐堿-氨水、胺或無機(jī)氫氧化物PAA-聚丙烯酸Silan-氨基硅烷例如γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(獲自Witco的預(yù)水解的VS142，或獲自Witco的未水解的A1100或獲自其它制造商的類似產(chǎn)品)PTA-鄰苯二甲酸酐表1
表2
表2(續(xù))
表3
*不可能分析。
如下制備配方22和23配方22樹脂將116kgDEA轉(zhuǎn)移到400升反應(yīng)器中，并加熱到60℃和攪拌。
加入16.3kgADP，和加熱該混合物，并在130℃下反應(yīng)60分鐘。
其后冷卻到85℃并加入33.8kgTHPA。然后加入82.5kgPTA，和經(jīng)120分鐘將溫度升高到130℃。
其后將反應(yīng)混合物冷卻到110℃并加入100kg水。
將溫度穩(wěn)定在約50℃下。進(jìn)一步攪拌混合物15分鐘直到均勻。
冷卻樹脂并轉(zhuǎn)移到儲存罐中。
在200℃下測量到樹脂含固量為62.2％。殘留單體39％為加入的DEA、12％為加入的THPA，25％為加入的PTA。平均分子量為約600。
對各組分，采用獨(dú)立的樹脂樣品測量殘留單體量。將樣品加熱到200℃，以便除去所有水，然后進(jìn)行測量。
在使用4％DEA和基于樹脂固體計(jì)算的25％固體Acumer 1510之前，加入0.4％總的固體硅烷和水，使含固量達(dá)到25％。
試驗(yàn)結(jié)果粘合劑產(chǎn)率60％分層強(qiáng)度(EN1607)13.4kPa(Terrnbatts Industri)-陳化3.6kPa(70℃/95％RH)拉伸強(qiáng)度5.5kPa(Flexi A Batts)配方23樹脂將24kgDEA轉(zhuǎn)移到80升反應(yīng)器中，并加熱到60℃和攪拌。
加入6.7kgADP，和加熱該混合物，并在130℃下反應(yīng)60分鐘。
其后冷卻到85℃并加入6.9kgTHPA。然后加入16.9kgPTA，和經(jīng)120分鐘將溫度升高到130℃。
隨后將反應(yīng)混合物冷卻到110℃并加入20.5kg水。將溫度穩(wěn)定在約50℃下。
進(jìn)一步攪拌混合物15分鐘直到均勻。
冷卻樹脂并轉(zhuǎn)移到儲存罐中。
在200℃下測量到樹脂含固量為63.4％。殘留單體37％為加入的DEA、14％為加入的THPA， 25％為加入的PTA。平均分子量為約600。
對各組分，采用獨(dú)立的樹脂樣品測量殘留單體量。將樣品加熱到200℃，以便除去所有水，然后進(jìn)行測量。
在使用4％DEA和基于樹脂固體計(jì)算的25％固體Acumer 1510之前，加入0.4％總的固體硅烷和水，使含固量達(dá)到25％，并進(jìn)行分析。
試驗(yàn)結(jié)果粘合劑產(chǎn)率70％分層強(qiáng)度(EN1607)12.1kPa(Terrnbatts Industri)-陳化4.3kPa(70℃/95％RH)在250℃下研究許多這些配方的分子量和固化時(shí)間，結(jié)果如下聚合物部分的分子量分析配方1)DEA∶THPA-從開始時(shí)刻加入水-平均Mw400-最大6003)DEA∶THPA-在最后加入水-平均Mw850-最大20004)DEA∶THPA∶TMA-從開始時(shí)刻加入水-平均Mw400-最大6005)DEA∶THPA∶TMA-從開始時(shí)刻加入水-平均Mw500-最大15009)DEA∶THPA∶TMA-與TMA一起加入水-平均Mw500-最大1500將20.3kgDEA加熱到60℃，其后在攪拌過程中加入17.7kgTHPA。將溫度升高到95℃，和反應(yīng)持續(xù)1小時(shí)，其后加入25.8kg水和11.2kgTMA，和馬上加入11.2kgTMA。在通過冷卻到室溫終止反應(yīng)之前在95℃下保溫1/2小時(shí)。
樹脂的組成15％DEA單體10％與酸反應(yīng)的THPA單體5％與酸反應(yīng)的TMA單體
40％水其余30％是DEA∶THPA∶TMA的聚合物16)DEA∶THPA∶SCA-在最后加入水-平均Mw550-最大1100在250℃下的固化時(shí)間DEA∶THPA∶TMA或PTA-固化時(shí)間約2分鐘，配方9)和12)見表1；DEA∶THPA∶SCA-固化時(shí)間約1分鐘，配方16)見表1；加入20％聚丙烯酸的DEA∶THPA∶TMA或PTA-固化時(shí)間25-40秒，配方9)和12)見表1；加入20％聚丙烯酸的DEA∶THPA∶SCA-固化時(shí)間20秒，配方16)見表1；通過在90℃下，在45分鐘期間內(nèi)預(yù)熱放置在薄的玻璃板上的粘合劑液滴，其后通過將該玻璃板放置在加熱板上加熱到250℃，并用細(xì)針進(jìn)行攪拌，測量固化時(shí)間。在將所述粘合劑液滴放置在所述加熱板上之后測量直到該粘合劑液滴固化的時(shí)間。反復(fù)該試驗(yàn)方法。使用相同的方法測試相同粘合劑的另外兩滴液滴。
在石纖維Marine Slab 100上使用本發(fā)明的粘合劑如下進(jìn)行成批試驗(yàn)。
基于所選擇的樹脂制備粘合劑配方，其中向所選擇的樹脂中加入20％w/w聚丙烯酸作為交聯(lián)劑和加入0.2％w/w硅烷作為偶聯(lián)劑。在250℃下進(jìn)行固化。
根據(jù)EN1607測量分層強(qiáng)度，在此將陳化定義為在120℃的高壓釜(1ato)中處理15分鐘后殘留的分層強(qiáng)度。
結(jié)果配方16，DEA∶THPA∶SCA-在最后加入水。
分層強(qiáng)度9kPa-陳化后的殘留強(qiáng)度為25％-粘合劑產(chǎn)率75％粘合劑分布頂部-底部OK配方9，DEA∶THPA∶TMA-在加入TMA過程中加入水。
分層強(qiáng)度10kPa-陳化后的殘留強(qiáng)度為68％-粘合劑產(chǎn)率80％
粘合劑分布頂部-底部OK配方13，DEA∶THPA∶PTA-在最后加入水。
分層強(qiáng)度10kPa-陳化后的殘留強(qiáng)度為52％-粘合劑產(chǎn)率65％底部粘合劑比頂部少參照配方1，DEA∶THPA-從開始時(shí)刻加入水。
分層強(qiáng)度7kPa-陳化后的殘留強(qiáng)度為40％-粘合劑產(chǎn)率＜50％在底部1/3處幾乎沒有粘合劑，在分層測量之前將其切除。
實(shí)施例；在130℃下的反應(yīng)溫度與95℃的比較(參見表2)配方9)反應(yīng)溫度95℃。
DEA∶THPA∶TMA的摩爾比＝1∶0.6∶0.3，相對于142的粘合劑固體，偶聯(lián)劑為0.4％。
其余單體的55％為加入的DEA、其余單體的40％為加入酸酐。
低聚物的平均分子量為500。
成批試驗(yàn)中粘合劑固體的蒸發(fā)損失為25-30％產(chǎn)品質(zhì)量分層強(qiáng)度(EN1607)10kPa，陳化后的殘留強(qiáng)度6.8kPa使用膦酸作為固化促進(jìn)劑時(shí)的產(chǎn)品質(zhì)量分層強(qiáng)度(EN1607)12.9kPa，陳化后的殘留強(qiáng)度7.6kPa。
配方17-20的反應(yīng)溫度為130℃，將如配方9)的摩爾比DEA∶THPA∶TMA＝1∶0.6∶0.3。加入90kgDEA到60℃，其后在攪拌過程中加入40kgTHPA。將溫度升高到95℃，其后放熱反應(yīng)使溫度升高到115℃。加入另外的38.5kgTHPA，并將溫度升高到130℃，和在加入49.6kgTMA之前維持10分鐘。在130℃下保溫60分鐘，然后通過加入120升水冷卻到約50℃。在此溫度下使反應(yīng)混合物保持60分鐘，直到所有TMA溶解。
殘留單體39％為加入的DEA、殘留單體18％為加入酸酐。
低聚物的平均分子量為600。
在進(jìn)一步用水稀釋之前，加入堿直到pH為約6-8，優(yōu)選7。堿可以是堿金屬氫氧化物、胺或氫氧化銨。
在這些配方中，使用氫氧化銨。粘合劑固體的蒸發(fā)損失介于15和17％之間。
在使用促進(jìn)劑/交聯(lián)劑之前，加入硅烷和水，達(dá)到25％含固量。當(dāng)使用3％固體膦酸作為固化促進(jìn)劑時(shí)的產(chǎn)品質(zhì)量(配方17)分層強(qiáng)度(EN1607)15.2kPa，陳化后的殘留強(qiáng)度9.1kPa使用PAA作為固化劑(Rohm and Haas Acumer 1510)時(shí)的產(chǎn)品質(zhì)量(配方20)分層強(qiáng)度(EN1607)11.2kPa，陳化后的殘留強(qiáng)度4.5kPa。
如上述實(shí)施例中所述加入高含量的硅烷。
硅烷結(jié)果使用配方17中的粘合劑混合物測試不同的硅烷加入量。
根據(jù)粗砂棒試驗(yàn)(grit bar test)測量粘接強(qiáng)度。
制備并測試選擇的粘合劑樣品，評價(jià)與帶有礦物纖維組合物的粒料的粘接強(qiáng)度(粗砂棒試驗(yàn)Grit bar test)大小在0.25和0.5mm直徑之間的粒料用于制備尺寸為140mm×25mm×10mm的棒條。
為了制備棒條，將15％含固量的90ml粘合劑溶液與450g粗砂混合，其中粘合劑溶液帶有0.2-3.0％粘合劑固體的硅烷偶聯(lián)劑。
偶聯(lián)劑是γ-氨基丙基三乙氧基硅烷。
向一些粘合劑溶液中加入NaH2PO2-H2O(3％的粘合劑固體)作為固化促進(jìn)劑。
450g粗砂與粘合劑溶液混合可制備8根棒條，將其在保溫箱中，在200℃下固化2小時(shí)。
四根棒條直接破碎(干燥強(qiáng)度)，其它4根在破碎之前，在80℃水中放置3小時(shí)(濕強(qiáng)度)。
通過在測量裝置中，在100mm的夾持長度和10mm/min的壓緊橫桿(compressing beam)速度下，使棒條破碎測量粘接強(qiáng)度。使用棒條的夾持長度、寬度和厚度，以N/mm2測量粘接強(qiáng)度。
粗砂棒試驗(yàn)結(jié)果粘接強(qiáng)度干燥強(qiáng)度N/mm2濕強(qiáng)度N/mm20.2％硅烷 9 40.4％硅烷 9 40.6％硅烷 9 51.0％硅烷 9 71.2％硅烷 9 83.0％硅烷 9 8將根據(jù)具有DEA∶ADP的摩爾比＝1∶0.5的配方22所制造的樹脂在130℃的反應(yīng)溫度下與25％Acumer 1510固體的樹脂固體混合，并進(jìn)一步加入不同量的硅烷VS 142。
粗砂棒試驗(yàn)表明粘接強(qiáng)度 干燥強(qiáng)度N/mm2濕強(qiáng)度N/mm20.2％硅烷 9 30.4％硅烷 9 3.50.6％硅烷 9 51.0％硅烷 9 71.2％硅烷 9 83.0％硅烷 9 8通過加入較高含量的硅烷可改進(jìn)陳化(濕)強(qiáng)度(Silan VS 142作為％總的固體)。
基于上述結(jié)果的結(jié)論
在最后加入水產(chǎn)生較少未反應(yīng)的起始單體，在此在最后加入水或與第二種酸酐一起加入水導(dǎo)致樹脂中較高的酰胺產(chǎn)率。參見表1SCA作為第二種酸酐得到短的固化時(shí)間和反應(yīng)產(chǎn)物中高產(chǎn)率的酰胺。
當(dāng)反應(yīng)產(chǎn)物中酰胺量太高(＞40％加入的DEA)時(shí)，證明石纖維產(chǎn)品陳化之后的分層強(qiáng)度差。
證明DEA與酸酐的優(yōu)選摩爾比為1∶0.9-1.2，在此酸酐的較高摩爾比可提供水溶性較低的樹脂。
應(yīng)當(dāng)在最后、在加入第二種酸酐之前馬上或與第二種酸酐一起加入水。
第一種酸酐優(yōu)選THPA，其與DEA的摩爾比為0.5-1。
優(yōu)選的第二種酸酐為TMA或PTA。
SCA作為第二種酸酐得到良好的陳化之前的強(qiáng)度，但陳化穩(wěn)定性差。
優(yōu)選的樹脂的實(shí)例由30％DEA、THPA和TMA的聚合物、15％DEA單體、10％與水反應(yīng)成二酸的THPA單體、5％與水反應(yīng)成三酸的TMA單體，和40％的水組成。
另一優(yōu)選的樹脂的實(shí)例由40％或更高的DEA、THPA和TMA的聚合物、約10％或更低的DEA單體、約10％或更低的分別與水反應(yīng)成二酸、三酸的THPA單體和TMA單體，和40％的水組成。
在聚合物中，約50％與聚合物發(fā)生反應(yīng)的DEA優(yōu)選是酰胺，和其它50％優(yōu)選反應(yīng)成酯。
本發(fā)明并不限于上述說明，而是通過下述權(quán)利要求來確定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種提供礦物纖維用粘合劑的方法，所述方法包括下述步驟-在反應(yīng)條件下將胺和酸酐在一起混合，一旦所有酸酐基本上溶解在胺中和/或與胺反應(yīng)時(shí)，向其中加入水。
2.權(quán)利要求1的方法，其中向反應(yīng)混合物中加入第二種酸酐。
3.權(quán)利要求1或2的方法，其中在第一種酸酐反應(yīng)完時(shí)加入水，或在加入第二種酸酐酸酐之前立即向反應(yīng)混合物中加入水，或與第二種酸酐一起向反應(yīng)混合物中加入水，或在所有的第二種酸酐基本上溶解在第一種酸酐與胺的混合物中時(shí)，向反應(yīng)混合物中加入水。
4.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中加入的水量可使反應(yīng)混合物在室溫下容易地泵送。
5.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中首先將胺加熱到至少40℃，優(yōu)選至少50℃，和最優(yōu)選約60℃的溫度，其后加入第一種酸酐，和將反應(yīng)溫度升高到至少約70℃，優(yōu)選至少約80℃，和最優(yōu)選至少約120℃。
6.權(quán)利要求5的方法，其中將反應(yīng)溫度升高到至少約90℃，例如約至少100℃，優(yōu)選至少120℃，和更優(yōu)選約130℃，但低于約200℃，優(yōu)選低于約170℃，和更優(yōu)選低于約150℃。
7.權(quán)利要求5或6的方法，其中當(dāng)所有的第一種酸酐基本上溶解時(shí)，向反應(yīng)混合物中加入第二種酸酐。
8.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中第一種酸酐是脂族酸酐。
9.權(quán)利要求2-8任何一項(xiàng)的方法，其中第二種酸酐是芳族酸酐。
10.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中第一種脂族酸酐選自四氫鄰苯二甲酸酐和/或六氫鄰苯二甲酸酐、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、琥珀酸酐、橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、馬來酸酐、戊二酸酐。
11.權(quán)利要求2-10任何一項(xiàng)的方法，其中第二種芳族酸酐選自鄰苯二甲酸酐、偏苯三酸酐、苯均四酸二酐和甲基鄰苯二甲酸酐。
12.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中胺是N-取代的β-羥基烷胺，其選自二乙醇胺、1-(甲基)乙基二乙醇胺、正丁基二乙醇胺、1-(甲基)乙基異丙醇胺、3-氨基-1，2-丙二醇、2-氨基-1，3-丙二醇、三(羥甲基)氨基甲烷，最優(yōu)選二乙醇胺。
13.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中包括加入一種或多種下述添加劑的另外的步驟-為了加速固化速度的促進(jìn)劑和一種或多種改進(jìn)與纖維表面粘著的樹脂添加劑如氨基硅氧烷、熱和UV穩(wěn)定劑、表面活性化合物、涂料如粘土、硅酸鹽、硫酸鎂和顏料如二氧化鈦、疏水劑如氟化合物、油，優(yōu)選礦物油和硅油以及一種或多種腐蝕抑制劑。
14.權(quán)利要求13的方法，其中促進(jìn)劑選自亞磷酸、磷酸、膦酸、次膦酸、檸檬酸、己二酸和β-羥基烷酰胺中的酸或其相應(yīng)鹽。
15.權(quán)利要求14的方法，其中次膦酸的化學(xué)摘要編號為6303-12-5-83-PO2。
16.權(quán)利要求13或14的方法，其中添加劑選自單糖、二糖和多糖，如蔗糖、葡萄糖糖漿、改性淀粉、淀粉、脲、雙氰胺、聚乙二醇、丙烯酸、糠醛樹脂、羧甲基纖維素和纖維素以及聚乙烯醇、蜜胺。
17.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中進(jìn)一步包括加入交聯(lián)劑，其中交聯(lián)劑優(yōu)選包括含羧酸基團(tuán)的聚合物，優(yōu)選以聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸形式存在。
18.權(quán)利要求17的方法，其中向反應(yīng)混合物中加入聚羧酸交聯(lián)劑，其存在的重量百分?jǐn)?shù)在5-25范圍內(nèi)，優(yōu)選約20wt％。
19.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中進(jìn)一步包括加入腐蝕抑制劑。
20.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中胺與第一種酸酐的摩爾比在1.0∶0.1-2.0范圍內(nèi)，優(yōu)選1.0∶0.5-1.5，和最優(yōu)選1.0∶0.5-1.0。
21.權(quán)利要求20的方法，其中胺是二乙醇胺，和其中第一種酸酐是四氫鄰苯二甲酸酐，和其在混合物分別以1-0.5的摩爾比存在。
22.權(quán)利要求21的方法，其中第二種酸酐是偏苯三酸酐或鄰苯二甲酸酐，其中第二種酸酐在混合物中存在的摩爾比低于第一種酸酐，優(yōu)選存在量為第一種酸酐用量的約一半。
23.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中隨后向反應(yīng)混合物中加入堿，接著加入水。
24.權(quán)利要求23的方法，其中堿選自NH3、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、堿金屬氫氧化物，其中將堿任選地與聚丙烯酸混合，優(yōu)選與Mw約60000的Acumer 1510 Rohm and Haas，混合。
25.權(quán)利要求23或24的方法，其中在樹脂反應(yīng)混合物中的堿調(diào)節(jié)pH到約8，優(yōu)選在約6-約8的范圍內(nèi)，和最優(yōu)選調(diào)節(jié)pH到約7。
26.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中優(yōu)選在加入酸酐之前加入酸，和其中酸選自己二酸、檸檬酸、偏苯三酸、癸二酸、壬二酸和琥珀酸，和優(yōu)選己二酸。
27.權(quán)利要求23-26中任何一項(xiàng)的方法，其中混合物中的聚丙烯酸的wt％在于最大50％范圍內(nèi)，例如30％，優(yōu)選25％和最優(yōu)選作對20％。
28.前述任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其中進(jìn)一步包括加入硅烷的步驟，硅烷優(yōu)選在0.1-5％范圍內(nèi)，更優(yōu)選0.2-3％，和最優(yōu)選約1wt％，以樹脂反應(yīng)混合物計(jì)，優(yōu)選以樹脂固體的重量計(jì)，在此硅烷優(yōu)選γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(VS 142/Vitco)。
29.權(quán)利要求1-28中任何一項(xiàng)獲得的礦物纖維用粘合劑。
30.一種粘合劑，其中含胺、第一種酸酐、第二種酸酐和水的反應(yīng)產(chǎn)物，和粘合劑中的聚合物部分的分子量最大約2000，和優(yōu)選的平均分子量范圍在300-1500，優(yōu)選400-1000，和最優(yōu)選500-900內(nèi)。
31.權(quán)利要求30的粘合劑，其中第一種和第二種酸酐是權(quán)利要求8-11中所述的那些。
32.權(quán)利要求30或31的粘合劑，其中胺選自權(quán)利要求12中所述的那些。
33.權(quán)利要求30-32中任何一項(xiàng)的粘合劑，進(jìn)一步包括權(quán)利要求13-18中任何一項(xiàng)的粘合劑添加劑。
34.權(quán)利要求29-33中任何一項(xiàng)的粘合劑，在250℃下的固化時(shí)間最多約2分鐘，和優(yōu)選在15-55秒范圍內(nèi)，例如20-40秒。
35.水在降低排放和改進(jìn)礦物纖維用粘合劑的平均分子量上的應(yīng)用，其中所述粘合劑包括胺、第一種脂族酸酐和第二種芳族酸酐，一旦第一種酸酐溶解在胺中時(shí)，向反應(yīng)混合物中加入水。
全文摘要
本發(fā)明提供了礦物纖維用粘合劑的方法，所述方法包括在反應(yīng)條件下將胺與酸酐混合在一起的步驟，在此一旦所有酸酐基本上溶解在胺中和/或在胺中反應(yīng)時(shí)，向反應(yīng)混合物中加入水。
文檔編號C08G69/04GK1440372SQ01812075
公開日2003年9月3日 申請日期2001年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月4日
發(fā)明者T·休斯莫恩, E·L·漢森, P·尼森 申請人:羅克伍爾國際公司