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制造技术

一种含水粘合剂组合物，其含有用一种包含（１）苯乙烯丙烯酸或苯乙烯丙烯酸酯，（２）苯乙烯、马来酸酐与丙烯酸或丙烯酸酯的加合物或（３）苯乙烯丙烯酸或苯乙烯－丙烯酸酯共聚物与苯乙烯－马来酸酐共聚物的物理混合物的添加剂改性的脲醛树脂。得到的粘合剂用于纤维薄毡的制备中。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可用作制备纤维薄毡的粘合剂的改性的热固性脲醛树脂组合物，涉及使用这种改性的脲醛树脂作为粘合剂制备的纤维薄毡，还涉及一种使用这种粘合剂制备薄毡的方法。
技术介绍
玻璃纤维薄毡和从其它种合成纤维制备的纤维薄毡在建筑材料工业中，例如在复合铺地材料中，在沥青屋面板或壁板中的应用不断增加，代替传统上用木材、纤维素或石棉绒制备的类似的片材。纤维薄毡，特别是玻璃纤维薄毡，在商业上通常用湿法成网工艺制备，其在可以认为是改造的造纸机上进行。湿法成网工艺的说明可以参见大量的U.S.专利，包括U.S.专利号2 906 660、3 012 929、3 050 427、3 103461、3 228 825、3 760 458、3 766 003、3 838 995和3 905 067。一般，用于制备玻璃纤维薄毡的湿法成网工艺包括，首先在混合池中，在搅拌下形成短玻璃纤维的含水浆料(本领域中称为“白水”)，然后将此浆料加到一个移动筛网上，在其上面纤维陷入形成新制备的湿玻璃纤维薄毡，而多余的水从中分离出来。与天然纤维例如纤维素或石棉不同，玻璃纤维在水中分散得不好。为了克服这个问题，工业实践中已经采取向玻璃纤维提供悬浮助剂。这种悬浮助剂或分散剂通常是增加含水介质的粘度的材料。习惯上用于本领域中的合适的分散剂包括聚丙烯酰胺、羟乙基纤维素、乙氧化胺和氧化胺。其它的添加剂例如表面活性剂、润滑剂和消泡剂在习惯上也加入白水中。这些试剂例如进一步辅助玻璃纤维的润湿性和分散。经验表明，这些添加剂也经常影响湿玻璃纤维薄毡的强度。通过通常借助抽吸和/或真空设备排除水，将沉积在移动筛网或圆筒上的纤维浆料加工成一种片状纤维薄毡，然后将一种聚合物粘合剂施用到这种薄毡。在玻璃纤维薄毡的生产中，要求制成的薄毡除了主要的干抗拉伸性能和湿抗拉伸性能以外，还要有高度的挠曲性和抗撕裂强度。因此，使用一种粘合剂组合物将玻璃纤维薄毡粘合在一起。这种粘合剂组合物直接渗透到纤维薄毡中，然后立即定型或固化，提供所要求的薄毡整体。通过将薄毡浸湿在过量的粘合剂溶液或悬浮液中或借助粘合剂涂布器，例如借助辊或喷雾来浸渍薄毡表面，将粘合剂组合物施用到薄毡。用于玻璃薄毡机的主粘合剂涂布器是降膜式幕涂机。抽吸装置也经常用于进一步排除水和过量的粘合剂，以保证将粘合剂透过玻璃纤维薄毡而彻底施用。广泛使用的粘合剂基于一种一般用乳液聚合物增强的脲醛(UF)树脂。使用UF树脂是因为其相当低廉。除了粘合剂组合物赋予最后固化的薄毡的薄毡强度性能以外，粘合剂也用于改善未固化的、湿法成网的薄毡的当从其最初形成到传送入并通过固化炉时的强度。这种初始预固化强度需要用来避免由连续薄毡中的破裂引起的工艺延误和停工。这样掺入的粘合剂是热固化的，典型地在高温炉中热固化。一般，固化期间使用的温度在约200-250℃范围内。通常这种热处理本身也会影响粘合剂的固化。例如加入一种酸催化剂(例如氯化铵或对甲苯磺酸)进行的催化固化尽管是一种可选择的情况，一般不受欢迎。因为由基本上由一种UF树脂组成的粘合剂制备的玻璃纤维薄毡经常是脆性的，或因为薄毡的强度性能可能在其制备后，特别是当薄毡处于潮湿条件下时会显著变差，所以UF树脂粘合剂一般通过将UF树脂与交联剂和各种催化剂体系复配而改性，或用大量胶乳(乳液)聚合物，通常是聚乙酸乙烯酯、乙烯基丙烯酸类或苯乙烯-丁二烯来增强UF树脂而改性。某些胶乳可以提供提高的湿抗拉伸强度和抗撕裂性能。例如在U.S.专利号4 258 098；4 560 612和4 917 764中介绍使用苯乙烯-丁二烯胶乳改性的脲醛树脂组合物作为玻璃纤维薄毡的粘合剂。U.S.专利5 914 365针对一种用于制备玻璃薄毡的粘合剂配方。一种含水脲醛(UF)纤维薄毡粘合剂配方通过加入少量水溶性的苯乙烯-马来酸酐(SMA)共聚物来改性。众所周知，SMA加入原UF粘合剂树脂中是用于既改善薄毡的湿抗拉伸性能，又改善干抗拉伸性能。但是，仍然期望更高的抗拉伸强度和湿网强度。专利技术概述本专利技术是针对一种包含热固性脲醛(UF)树脂的含水的纤维薄毡粘合剂组合物。本专利技术更具体针对一种含有一种作为主要组分的热固性UF树脂，和作为次要的改性组分的一种包含(1)苯乙烯丙烯酸或苯乙烯丙烯酸酯，(2)苯乙烯、马来酸酐与丙烯酸或丙烯酸酯的加合物或(3)苯乙烯丙烯酸或苯乙烯-丙烯酸酯共聚物与苯乙烯-马来酸酐共聚物的物理混合物的添加剂的含水粘合剂组合物。加合物(2)可以预成型，然后加入UF树脂中，或可以在树脂粘合剂中原位通过用UF树脂将苯乙烯-马来酸酐与丙烯酸酯单体的物理混合物共混形成。本专利技术也针对一种使用这种粘合剂制备纤维薄毡，优选玻璃纤维薄毡的方法和通过这种方法制备的纤维薄毡。这些薄毡可用作例如屋面板生产中的底材。专利技术的详细描述如U.S.专利5 914 365中所述，将SMA加入原UF粘合剂树脂中既改善纤维薄毡的湿抗拉伸性能，又改善干抗拉伸性能。发现进一步向SAM中加入丙烯酸酯意外地导致更大程度上改善了薄毡在固化前的湿强度和固化薄毡的抗拉伸性能。因此，本专利技术针对将有效量的苯乙烯、马来酸酐与丙烯酸酯的加合物加入热固性脲醛树脂基粘合剂中，并针对使用这种改性的粘合剂制备纤维薄毡。这种纤维薄毡具有相对U.S.专利5 914 365中得到的性能有所改善的湿抗拉伸性能和干抗拉伸性能。这种加合物可以预成型，然后加入UF树脂中，或可以在树脂粘合剂中原位通过用UF树脂将苯乙烯-马来酸酐与丙烯酸或丙烯酸酯单体的物理混合物共混而形成。此外还发现，抗拉伸强度和湿强度的改善也可以在没有马来酸酐存在下实现。因此，本专利技术还针对将有效量的苯乙烯丙烯酸或苯乙烯丙烯酸酯加入热固性脲醛树脂基粘合剂中，并针对使用这种改性的粘合剂制备纤维薄毡。此外，本专利技术还针对将苯乙烯丙烯酸或苯乙烯-丙烯酸酯共聚物与苯乙烯-马来酸酐共聚物的物理混合物加入UF树脂基粘合剂中。根据本专利技术形成纤维薄毡，特别是玻璃纤维薄毡的方法以对于预定用途合适的长度和直径的短切玻璃纤维束为原料。尽管在下文参考使用短切玻璃纤维束，但也可以使用其它纤维类型，例如矿物纤维、合成纤维和其它形式的纤维，例如连续原丝。一般多数用途中，纤维的长度为约1/4英寸-3英寸，直径为约3-20微米。每束可能含有约20-500或更多根此类纤维。合适的纤维可以从Owens-Corning Fiberglass和JohnsManville购买。将玻璃纤维束加入含水的分散剂介质中形成含水的浆料，本领域中称为“白水”。白水典型地含有约0.5％玻璃纤维。包括过去一般使用的任何粘度改性剂或分散剂都可以用于本专利技术实践中，包括羟乙基纤维素、乙氧化胺、聚丙烯酰胺、氧化胺等。已经证明，聚丙烯酰胺和氧化胺白水体系与本专利技术的粘合剂组合物有特别好的相容性。粘度改性剂的用量应该有效地提供如实践这种用于形成湿法成网的薄毡的方法需要的、将玻璃纤维悬浮在白水中需要的粘度。白水粘度一般在1-20cps，优选1.5-8cps范围内。然后，搅拌纤维浆料以形成具有合适稠度的、可使用的、均匀的玻璃纤维分散体。这种粘度改性剂也可以含有本领域中已知的其它传统的添加剂。这些添加剂包括分散助剂、表面活性剂、润滑剂、消泡剂等。然后，将纤维/水分散体传送到典型地含有成毡筛网的成毡机。在传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在制备纤维薄毡中使用的含水粘合剂组合物，其包含作为主要组分的一种热固性脲醛树脂和作为次要组分的一种包含（１）苯乙烯丙烯酸或苯乙烯丙烯酸酯，（２）苯乙烯、马来酸酐与丙烯酸或丙烯酸酯的加合物或（３）苯乙烯丙烯酸或苯乙烯－丙烯酸酯共聚物与苯乙烯－马来酸酐共聚物的物理混合物的添加剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SL沃兹，GJ安德森，KD加博雷尔森，JB海尼斯，WS金，
申请(专利权)人：佐治亚太平洋树脂公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]