粘结剂体系制造技术

提供了包括金属盐和多元醇的环境友好水性粘结剂组合物。所述金属盐可以是水溶性盐，包括硼、铝、镓、铟、锡、锆、铊、铅和铋的盐。所述多元醇可以包括水混容性或水溶性聚合物醇，包括聚乙烯醇。所述粘结剂组合物可以用于形成绝缘材料和非织造垫等产品。

Binder system

An environmentally friendly water-based binder composition comprising metal salts and polyols is provided. The metal salts can be water-soluble salts, including salts of boron, aluminium, gallium, indium, tin, zirconium, thallium, lead and bismuth. The polyols may include water-miscible or water-soluble polymer alcohols, including polyvinyl alcohol. The binder composition can be used to form insulating materials and nonwoven pads, etc.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】粘结剂体系相关申请本申请要求于2016年6月6日提交的美国临时申请号62/345,885的优先权和利益，其内容以其全文通过参考引入就像在本文列举一样。
本专利技术总体上涉及纤维绝缘和非织造垫(fibrousinsulationandnon-wovenmats)，更尤其涉及用于制造纤维绝缘和非织造垫的粘结剂。
技术介绍
常规纤维例如玻璃纤维、矿物棉和玄武岩可用于在各种各样的应用，包括增强物、纺织品以及隔音和隔热材料。纤维绝缘物典型地如下制造：使聚合物、玻璃或其它矿物的熔融组合物纤维化并由纤维化设备，例如旋转纺丝机纺丝细纤维。为了形成绝缘产品，通过旋转纺丝机生产的纤维通过鼓风机从纺丝机向下拉向传送机。在纤维向下移动时，经由喷涂或浸涂纤维施加粘结剂材料。然后在传送机上将纤维收集成为高蓬松、连续毯。所述粘结剂材料赋予了所述绝缘产品在包装之后用于恢复的弹性并且提供了刚性和可操纵性，使得所述绝缘产品可根据需要进行处理并应用于例如，建筑物的绝缘孔洞中。所述粘结剂组合物还为纤维提供保护以免于长丝间磨蚀并且促进单根纤维之间的相容性。然后让包含粘结剂涂覆的纤维的毯通过固化炉并且使所述粘结剂固化以使所述毯定型至希望的厚度。在粘结剂已经固化之后，可将纤维绝缘物切割成某些长度以形成个体绝缘产品，并且可以包装所述绝缘产品以用于运送到消费者的位置。所生产的一种典型的绝缘产品是绝缘毡(batt)或毯，其适合用作住宅中的墙壁绝缘物或者用作建筑物中的阁楼和地板绝缘孔洞中的绝缘物。另一种类型的绝缘产品是绝缘板。绝缘板可以按与绝缘毡或毯相似的方式使用，但是更硬挺并一般更密实。非织造垫，例如隔音天花板中使用的那些可以通过常规湿法成网方法形成。在一种这样的方法中，将湿短切纤维分散在水淤浆中，所述水淤浆含有表面活性剂、粘度改进剂、消泡剂和/或其它化学试剂。然后搅拌该含短切纤维的淤浆以致纤维在整个淤浆中更均匀地分散。将所述含纤维的淤浆沉积到运动筛上，在那里将大部分水除去而形成网幅。然后施加粘结剂，并且将所得的纤维垫干燥以除去任何残存水并固化所述粘结剂。所形成的非织造垫是分散的、个体玻璃长丝的集合体。还可以由干短切纤维和/或连续长丝制备非织造垫。例如，从衬套散布纤维并切短到所需长度。纤维在切短之前可以施加或可以不施加某些化学试剂。然后将短切纤维施加于表面，例如，输送带以形成纤维垫。将粘结剂施加于被输送到固化炉的纤维垫上。在连续长丝纤维产品的范围中，将纤维散布到表面(有或者没有首先施加化学试剂)并允许形成纤维垫。然后将粘结剂组合物施加于所述纤维垫上，然后将所述纤维垫输送到烘箱以便固化。一般而言，固化的纤维垫因此由比短切纤维垫更少的纤维组成。已经进行了各种尝试来减少从基于甲醛的树脂例如酚醛树脂的不希望的甲醛排放。例如，在减少从绝缘产品的甲醛排放尝试中，已经将各种甲醛清除剂例如氨和脲添加到基于甲醛的树脂中。聚丙烯酸粘结剂提供一些优于酚醛树脂的利益。然而，大多数由聚丙烯酸形成的粘结剂固有地具有由于其酸度和相关的机件腐蚀引起的问题。另外，聚丙烯酸粘结剂具有高粘度、高固化温度和高相关固化成本。某些基于天然物质的体系同样是已知的，但是受困于它们自己的特定缺陷。例如，基于淀粉/碳水化合物的产品(或依靠梅拉德反应的那些)可能在固化后具有不希望的暗褐色。此外，制造粘结剂所需要的大量氨的使用存在安全风险和可能的排放问题。上面对玻璃纤维产品描述的那些聚合物粘结剂体系的替代聚合物粘结剂体系也已被提出。然而，这些替代聚合物粘结剂体系在某些情况下仍然成问题。例如，在转移区中允许绝缘包装物最大垂直膨胀的低分子量、低粘度粘结剂一般固化在成品中形成非硬质塑料基体，从而减少当安装时成品绝缘产品的可达到的垂直高度恢复。相反地，在成品中一般固化形成硬质基体的高粘度粘结剂不允许经涂覆、未固化的包装物的所需最大垂直膨胀。除了反应而使纤维粘结在一起的组分之外，大多数常规粘结剂体系还包含许多其它组分以调节成品的各种性能(例如，抗灰尘、抗静电)。除了不妨碍纤维的最终粘结之外，这些个体组分中的每一种还必须证实为安全并与其它组分相容。考虑到当前粘结剂的现存问题，本领域中仍需要一种粘结剂体系，该粘结剂体系不腐蚀机件，不包括添加的甲醛，是环境友好的，在生产后是存储稳定的，在制备成品所要求的总成分方面更简单，和/或提供加工优点。
技术实现思路
总体专利技术构思涉及用于形成绝缘物、绝缘板、非织造垫、碳纤维产品，和在产品中用作有机纤维例如纤维素和木基纤维的粘结剂的粘结剂组合物。一般而言，所述粘结剂包括金属盐和多元醇。在某些实施方案中，所述金属盐和所述多元醇按1:99-1:1的重量比存在于粘结剂组合物中。在某些实施方案中，总体专利技术构思涉及纤维绝缘产品，其包括多根无规取向纤维和施加于所述纤维的至少一部分上并互连所述纤维的粘结剂组合物。所述粘结剂包括按1:99-1:1的重量比的金属盐和多元醇。在某些实施方案中，总体专利技术构思涉及非织造垫，所述非织造垫由多根无规取向纤维和粘结剂组合物形成，所述无规取向纤维具有呈具有第一主表面和第二主表面的垫形式缠结(enmeshed)的离散长度，所述粘结剂组合物至少部分地涂覆所述垫的第一主表面，或在某些实施方案中，至少部分地浸渍所述垫。所述粘结剂包括金属盐和多元醇。所述金属盐和所述多元醇一般按1:99-1:1的重量比存在。可以使用任何适合的纤维。在某些实施方案中，所述纤维是玻璃纤维。所述纤维具有6.5微米-24微米的平均直径。在某些实施方案中，所述纤维是矿物棉纤维。所述粘结剂组合物按1％-25％的烧失量存在于所述非织造垫中。在某些实施方案中，总体专利技术构思涉及纤维绝缘产品的制造方法。所述方法包括形成包括多根无规取向纤维的纤维毯，将粘结剂组合物施加到所述玻璃纤维的至少一部分上，所述粘结剂组合物包含按1:99-1:1的重量比的金属盐和多元醇，让所述纤维毯穿过烘箱以使在所述纤维上的所述粘结剂至少部分地固化并形成绝缘产品，其中所述粘结剂组合物按1％-25％的烧失量存在于所述纤维绝缘产品中。总体专利技术构思的各个实施方案将典型地显示以下示例性特征中的一种或多种。总体专利技术构思的特征是本专利技术粘结剂组合物不含添加的甲醛。总体专利技术构思的特征是本专利技术粘结剂组合物要求更少成分以产生合格产品。总体专利技术构思的特征是使用本专利技术粘结剂组合物的绝缘产品和非织造垫可以使用当前制造生产线制造，从而节省时间和金钱。在某些实施方案中，使用本专利技术粘结剂组合物的绝缘产品和非织造垫可以在比典型地用于固化常规粘结剂体系的那些温度更低的温度下制备并仍然维持综合性能标准。总体专利技术构思的特征是使用本专利技术粘结剂组合物的绝缘产品和非织造垫可以使用增加量的添加水制造并在等于或低于当前温度/时间下固化。这归因于本专利技术粘结剂组合物按采用常规粘结剂体系看不到的方式“分流(shed)”过量水分，如果有必要的话，从而允许额外的水添加到粘结剂组合物中(容易加工)，而不会显著地增加生产时间或成本且不会显著地影响性能。总体专利技术构思的特征是用本文提供的示例性水性粘结剂组合物制成的最终绝缘产品在所需烧失量(LOI)水平下具有浅颜色，这允许使用染料、颜料或其它着色剂以使所述绝缘产品获得各种各样的颜色。总体专利技术构思的特征是本专利技术粘结剂组合物在酸性条件下粘结矿物棉。一般而言，要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于形成纤维绝缘和非织造垫的粘结剂组合物，所述粘结剂组合物包含：水；金属盐；和多元醇；其中所述金属盐和所述多元醇按1:99‑1:1的重量比存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.06 US 62/345,8851.用于形成纤维绝缘和非织造垫的粘结剂组合物，所述粘结剂组合物包含：水；金属盐；和多元醇；其中所述金属盐和所述多元醇按1:99-1:1的重量比存在。2.权利要求1的水性粘结剂组合物，其中所述金属盐与所述多元醇的重量比在1:9-1:1的范围内。3.权利要求1的水性粘结剂组合物，其中所述金属盐包含选自硼、铝、镓、铟、锡、铁、锌、钛、铋、锆和它们的组合的金属。4.权利要求3的水性粘结剂组合物，其中所述金属盐是铝盐。5.权利要求4的水性粘结剂组合物，其中所述金属盐选自氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、磷酸二氢铝、铝酸钠和它们的组合。6.权利要求1的水性粘结剂组合物，其中所述多元醇选自芳族醇、甘油、聚甘油、乙二醇、丙二醇、聚乙二醇、脂族醇、未改性聚乙烯醇、改性聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸和它们的组合。7.权利要求6的水性粘结剂组合物，其中所述多元醇是聚乙烯醇。8.权利要求7的水性粘结剂组合物，其中所述聚乙烯醇具有3-5厘泊的粘度。9.权利要求8的水性粘结剂组合物，其中所述聚乙烯醇是至少50％水解的。10.纤维绝缘产品，包括：多根纤维；和施涂于所述纤维的至少一部分上的粘结剂组合物，所述粘结剂组合物包含：水；金属盐；和多元醇；其中所述金属盐与所述多元醇的重量比在1:99-1:1的范围内；和其中所述粘结剂组合物按1％-25％的烧失量存在于所述纤维绝缘产品中。11.权利要求10的纤维绝缘产品，其中所述金属盐与所述多元醇的重量比在1:9-1:1的范围内。12.权利要求10的纤维绝缘产品，其中所述金属盐包含选自硼、铝、镓、铟、锡、铁、锌、钛、铋、锆和它们的组合的金属。13.权利要求12的...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·A·阿尔巴尼，J·M·赫纳德兹托莱斯，J·曼德兹安迪诺，S·W·施韦格尔，
申请(专利权)人：欧文斯科宁知识产权资产有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US