用于制造聚酯的組合物與方法及由此制得的制品的制作方法
【專利說明】
[0001] 發(fā)明背景
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及聚酯材料。本發(fā)明特別涉及制備聚酯材料的方法和包含聚酯材料的產(chǎn) 品。
【背景技術(shù)】
[0003] 甲醛是工業(yè)中使用的最常見的化學(xué)品之一。根據(jù)International Agency for Research on Cancer(IARC)，2004年的國(guó)際產(chǎn)量超過460億鎊。甲醛眾所周知在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn) 室中作為防腐劑，作為防腐液和作為消毒劑。甲醛的主要用途在制造樹脂和用作化學(xué)中間 體。脲-甲醛（UF)和酚醛（PF)樹脂用于泡沫絕緣體中，在刨花板和膠合板的生產(chǎn)中用作 粘合劑，并用于處理紡織品。
[0004] 遺憾的是，甲醛在許多應(yīng)用中被認(rèn)為是不合意的。自1990年以來，多家公司已經(jīng) 試圖開發(fā)無甲醛產(chǎn)品，該產(chǎn)品等同于含有甲醛的產(chǎn)品，用于屋面玻璃墊和玻璃纖維絕緣。此 類產(chǎn)品，聚合物乳液和聚合物分散體，常常更加昂貴，并且不具有與傳統(tǒng)甲醛基樹脂相同的 性能。許多公司都在研宄可持續(xù)的無甲酸粘合劑 如糖基粘合劑和其它生物基材料 用于建筑材料。但是，這些材料并未表現(xiàn)出良好的機(jī)械性質(zhì)和性能。
[0005] 合意的是形成不含甲醛或具有減少量的甲醛的樹脂，該樹脂仍具有良好的機(jī)械性 質(zhì)，或賦予基底以良好的機(jī)械性質(zhì)。
[0006] 發(fā)明概述
[0007] 本發(fā)明的方面涉及聚酯材料、制造該聚酯材料的方法、聚酯溶液和用于制造聚酯 溶液的方法，用于粘結(jié)劑材料的方法，以及使用該聚酯材料的制造品。
[0008] 在一方面，提供了制備聚酯溶液的方法，包括混合至少一種含有至少三個(gè)羧基的 有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的單體以形成反應(yīng)混合物，將該反應(yīng)混合 物加熱至第一溫度，在第一溫度下聚合該單體直到達(dá)到大約200至大約400mg KOH/g的酸 值，調(diào)節(jié)該溫度至低于第一溫度的第二溫度，并向反應(yīng)混合物中裝入水以形成聚酯溶液。在 另一方面，提供了形成制造品的方法，包括將該聚酯溶液施加到纖維材料。
[0009] 在另一方面，提供一種制造品，包括基底和聚酯材料，其中該聚酯材料由至少一種 含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸與至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的共聚合形成，并且 該基底包含纖維材料。
[0010] 在另一方面，提供粘結(jié)劑材料，該粘結(jié)劑材料使用包含由至少一種含有至少三個(gè) 羧基的有機(jī)酸與至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇形成的聚酯材料和交聯(lián)劑的制劑 來制備，所述交聯(lián)劑選自含三聚氰胺的樹脂、含聚（N-羥甲基丙烯酰胺）的材料、三聚氰胺、 丙烯酸系聚合物及其組合。
[0011] 在另一方面，提供了形成粘結(jié)劑材料的方法，包括形成聚酯溶液，包括混合至少一 種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸與至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的單體以形成反 應(yīng)混合物，將該反應(yīng)混合物加熱至第一溫度，在第一溫度下聚合該單體直到達(dá)到大約200 至大約400mg KOH/g的酸值，并調(diào)節(jié)該溫度至低于第一溫度的第二溫度，并向該聚酯溶液中 加入選自含三聚氰胺的樹脂、含聚（N-羥甲基丙烯酰胺）的材料、三聚氰胺、丙烯酸系聚合 物及其組合的交聯(lián)劑。
[0012] 在另一方面，提供一種制造品，包括基底與粘結(jié)劑材料，其中該基底選自玻璃纖 維、礦物纖維（礦棉）、聚酯纖維、纖維素材料及其組合，該粘結(jié)劑材料用于將基底一起粘接 成該制造品或粘接在該制造品中，并且使用以下配方制備該粘結(jié)劑材料，所述配方包含由 至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸與至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇和選自含 三聚氰胺的樹脂、含聚（N-羥甲基丙烯酰胺）的材料、三聚氰胺、丙烯酸系聚合物及其組合 的交聯(lián)劑形成的聚酯材料。
[0013] 在另一方面，提供粘結(jié)劑材料，并且該粘結(jié)劑材料使用以下配方制備，所述配方包 括由至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇形成 的聚酯材料、含乙烯基醇的聚合物、醛化合物和丙烯酸系聚合物。
[0014] 在另一方面，提供形成粘結(jié)劑材料的方法，該方法包括形成聚酯溶液，包括混合至 少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸與至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的單體以形 成反應(yīng)混合物，將該反應(yīng)混合物加熱至第一溫度，在第一溫度下聚合該單體直到達(dá)到大約 200至大約400mg KOH/g的酸值，并調(diào)節(jié)該溫度至低于第一溫度的第二溫度，并向該聚酯溶 液中加入含乙烯基醇的聚合物、醛化合物和丙烯酸系聚合物。
[0015] 在另一方面，提供了一種制造品，所述制造品包括基底與粘結(jié)劑材料，其中該基底 選自玻璃纖維、礦物纖維（礦棉）、聚酯纖維、纖維素材料及其組合，該粘結(jié)劑材料用于將基 底一起粘接成該制造品或粘接在該制造品中，并且使用以下配方制備該粘結(jié)劑材料，并且 該粘結(jié)劑材料使用包含以下成分的配方制備：由至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至 少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇形成的聚酯材料、含乙烯基醇的聚合物、醛化合物和 丙烯酸系聚合物。
[0016] 在另一方面，提供一種粘結(jié)劑材料，并且該粘結(jié)劑材料使用包括以下組分的配方 制備：由至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇形 成的聚酯材料，選自含三聚氰胺的樹脂、含聚（N-羥甲基丙烯酰胺）的材料及其組合的交聯(lián) 劑。
[0017] 在另一方面，提供形成粘結(jié)劑材料的方法，所述方法包括形成聚酯溶液，包括混合 至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的單體以 形成反應(yīng)混合物，將該反應(yīng)混合物加熱至第一溫度，在第一溫度下聚合該單體直到達(dá)到大 約200至大約400mg KOH/g的酸值，并將溫度調(diào)節(jié)至低于該第一溫度的第二溫度；和向該聚 酯溶液中加入選自含三聚氰胺的樹脂、含聚（N-羥甲基丙烯酰胺）的材料及其組合的交聯(lián) 劑。
[0018] 在另一方面，提供包括基底與粘結(jié)劑材料的制造品，其中該基底選自玻璃纖維、礦 物纖維（礦棉）、聚酯纖維、纖維素材料及其組合，該粘結(jié)劑材料用于將基底一起粘接成該 制造品或粘接在該制造品中，并且該粘結(jié)劑材料使用包含以下組分的配方來制備：由至少 一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇形成的聚酯材 料，和選自含三聚氰胺的樹脂、含聚（N-羥甲基丙烯酰胺）的材料及其組合的交聯(lián)劑。
[0019] 在另一方面，提供一種粘結(jié)劑材料，并且該粘結(jié)劑材料使用包括以下組分的配方 來制備：由至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇 形成的聚酯材料、不含甲醛的醛組分，以及三聚氰胺和/或三聚氰胺衍生物。
[0020] 在另一方面，提供形成粘結(jié)劑材料的方法，包括形成聚酯溶液，包括混合至少一種 含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的單體以形成反應(yīng) 混合物，將該反應(yīng)混合物加熱至第一溫度，在第一溫度下聚合該單體直到達(dá)到大約200至 大約400mg KOH/g的酸值，并調(diào)節(jié)該溫度至低于第一溫度的第二溫度，向該聚酯溶液中加入 三聚氰胺和/或三聚氰胺衍生物，并向該聚酯溶液中加入醛化合物。
[0021] 在另一方面，提供一種包括基底與粘結(jié)劑材料的制造品，其中該基底選自玻璃纖 維、礦物纖維（礦棉）、聚酯纖維、纖維素材料及其組合，該粘結(jié)劑材料用于將基底一起粘接 成該制造品或粘接在該制造品中，并且該粘結(jié)劑材料使用包含以下組分的配方來制備：由 至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇形成的聚 酯材料、醛化合物以及三聚氰胺和/或三聚氰胺衍生物。
[0022] 優(yōu)選實(shí)施方案描述
[0023] 本發(fā)明的實(shí)施方案涉及形成聚酯材料，并涉及形成混有本文中所述的聚酯材料的 粘結(jié)劑材料。
[0024] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，提供一種用于制備聚酯材料的方法，包括混合至少 一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的單體以形成 反應(yīng)混合物，和在第一溫度下聚合該單體直到達(dá)到所需酸值。隨后可以通過調(diào)節(jié)該溫度至 低于第一溫度的第二溫度并向混合物中裝入水來形成聚酯溶液。任選地，該有機(jī)酸和該多 羥基醇可以在催化劑的存在下反應(yīng)。用于該反應(yīng)的任何多相催化劑可以從該聚酯溶液中除 去。本文中所述的方法據(jù)信產(chǎn)生具有相對(duì)高分子量的水溶性聚酯材料，并且不含有甲醛。
[0025] 該聚酯材料形成方法開始于提供至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一 種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇以形成反應(yīng)混合物，其單體隨后反應(yīng)以形成聚酯材料。任 選地，隨后可以在催化劑的存在下一起提供有機(jī)酸和多羥基醇以形成該反應(yīng)混合物。
[0026] 含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸可以是含有至少三個(gè)羧基的一種或多種有機(jī)多酸， 各自包括但不限于諸如三酸和具有四個(gè)或更多個(gè)羧酸基團(tuán)的酸的材料。合適的有機(jī)酸的 實(shí)例包括但不限于檸檬酸、癸二酸、己二酸、富馬酸、乳酸、六氫鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二 甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、二羥甲基丙酸、鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、 1，4-環(huán)己二酸、偏苯三酸酐、馬來酸酐及其組合。該有機(jī)酸可以是無水形式，如無水有機(jī)酸。 該有機(jī)酸可以占該反應(yīng)混合物的大約50重量％至大約80重量％。該有機(jī)酸可以占該聚合 物的大約50重量％至大約80重量％?；蛘?，具有少于三個(gè)羧基的一種或多種有機(jī)酸，如單 酸和二酸，可以與至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸組合使用。
[0027] 含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇可以