水性粘结剂组合物制造技术

公开了水性粘结剂组合物，其包含至少一种具有至少两个羟基和至少2,000道尔顿的数均分子量的长链多元醇；包含至少两个羧酸基团的主交联剂；和包含具有至少两个羟基和小于2,000道尔顿的数均分子量的短链多元醇的副交联剂。道尔顿的数均分子量的短链多元醇的副交联剂。道尔顿的数均分子量的短链多元醇的副交联剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水性粘结剂组合物
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2019年4月9日提交的美国临时申请号62/831,222的优先权和利益，所述文献的全部内容通过参考引入本文。

技术介绍

[0003]水性粘结剂组合物传统上用于形成织造和非织造纤维产品，例如绝缘产品(insulation product)、复合产品、木纤维板等。绝缘产品，例如玻璃纤维和矿棉绝缘产品，通常如下制造：使聚合物、玻璃或其它矿物的熔融组合物纤维化并从纤维化设备(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输送机。当纤维向下移动时，粘结剂材料被喷射到纤维上，并且纤维被收集到输送机上的高蓬松、连续毯中。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建筑物的绝缘腔中。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。
[0004]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。
[0005]以这种方式制备的玻璃纤维绝缘产品可以按各种形式提供，包括用于不同应用的絮垫(batt)、毯子和板材(加热和压缩的絮垫)。当粘结剂涂覆的纤维絮从成形室中出来时，由于玻璃纤维的弹性，它将倾向于膨胀。然后通常将膨胀的絮垫输送到固化炉并通过固化炉，在固化炉中，让加热的空气穿过绝缘产品以使粘结剂固化。除了使粘结剂固化之外，在固化炉内，可以用刮板或辊子压缩绝缘产品，以在所得的毯子、絮垫或板产品上产生所需的尺寸和表面光洁度。
[0006]苯酚
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甲醛(PF)粘结剂组合物以及用脲增量的PF树脂(PUF树脂)传统上用于制备玻璃纤维绝缘产品。绝缘板，也称为"重密度"产品，例如天花板、管道包裹物、管道衬里等，已经利用苯酚
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甲醛粘结剂技术来制备廉价且具有可接受的物理和机械性质的重密度产品。然而，甲醛粘结剂在玻璃纤维绝缘体的制造过程中排放出不期望的排放物。
[0007]作为基于甲醛的粘结剂的替代物，已经开发了某些无甲醛制剂用作玻璃纤维绝缘产品中的粘结剂。然而，开发合适的替代物的挑战之一是识别具有相当的机械和物理性质，同时避免不期望的性质(例如变色)的制剂。此类性质挑战包括热/潮湿性能、刚度、粘结强度、可加工性(粘度、切割、砂磨、边缘涂漆)以及实现浅色而不变黄。
[0008]因此，仍需要用于制备绝缘产品而不经历物理和机械性能损失的环境友好、无甲醛粘结剂组合物。

技术实现思路

[0009]本专利技术构思的各种示例性方面涉及水性粘结剂组合物，其包含至少35wt％的包含
至少两个羧酸基团的交联剂，基于所述水性粘结剂组合物的总固体含量，0.1至50.0wt％的至少一种具有至少两个羟基和至少2,000道尔顿的数均分子量的长链多元醇，基于所述水性粘结剂组合物的总固体含量；和非必要地，至少一种具有至少两个羟基和小于2,000道尔顿的数均分子量的短链多元醇。所述粘结剂组合物一旦固化包含至多6.0wt％的水溶性材料。
[0010]在一些示例性实施方案中，交联剂是聚合物的多元羧酸，例如丙烯酸的均聚物或共聚物。交联剂可以按50wt％至85wt％的量存在于粘结剂组合物中，基于水性粘结剂组合物的总固体含量。在一些示例性实施方案中，交联剂按65wt％至80wt％的量存在于粘结剂组合物中，基于水性粘结剂组合物的总固体含量。
[0011]在各种示例性实施方案中，短链多元醇以1.0wt％至50wt％的量存在于粘结剂组合物中，基于水性粘结剂组合物的总固体含量。在各种示例性实施方案中，短链多元醇包含糖醇、2,2
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双(羟甲基)丙酸、三(羟甲基)丙烷和短链烷醇胺中的一种或多种。当短链多元醇包含糖醇时，糖醇可以选自甘油、赤藓糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、山梨糖醇、麦芽糖醇、甘露糖醇、艾杜糖醇、异麦芽糖醇、乳糖醇、纤维醇(cellobitol)、帕拉金糖醇(palatinitol)、麦芽三糖醇(maltotritol)、它们的糖浆以及它们的混合物。
[0012]在一些示例性实施方案中，长链多元醇选自部分或完全水解的聚乙烯醇和聚乙酸乙烯酯。基于水性粘结剂组合物的总固体含量，长链多元醇可以按1wt％至30wt％的量存在于粘结剂组合物中。
[0013]在各种示例性实施方案中，长链多元醇与短链多元醇的比例为1/50至20/1。
[0014]在各种示例性实施方案中，粘结剂组合物在固化后具有至多5.0wt％的水溶性材料含量。
[0015]本专利技术构思的其它示例性方面涉及水性粘结剂组合物，其包含0.1至50wt％的至少一种具有至少两个羟基和至少2,000道尔顿的数均分子量的长链多元醇，基于所述水性粘结剂组合物的总固体含量；至少35wt％的包含至少两个羧酸基团的交联剂，基于所述水性粘结剂组合物的总固体含量；和1.0至50wt％的至少一种具有至少两个羟基和小于2,000道尔顿的数均分子量的短链多元醇。所述粘结剂组合物包括羧酸基团、酸酐基团或其盐的摩尔当量与羟基的摩尔当量之比为1/0.05至1/20，并且所述长链多元醇与所述短链多元醇的比例为1/50至20/1。
[0016]本专利技术构思的其它示例性方面涉及纤维产品，其包含多根无规取向纤维和至少部分地涂覆所述纤维的水性粘结剂组合物。所述粘结剂组合物可以包含至少35wt％的包含至少两个羧酸基团的交联剂，基于所述水性粘结剂组合物的总固体含量，0.1至50.0wt％的至少一种具有至少两个羟基和至少2,000道尔顿的数均分子量的长链多元醇，基于所述水性粘结剂组合物的总固体含量；和非必要地，至少一种具有至少两个羟基和小于2,000道尔顿的数均分子量的短链多元醇。所述粘结剂组合物一旦固化包含至多6.0wt％的水溶性材料。
[0017]绝缘产品的纤维可包括矿物纤维、天然纤维和合成纤维中的一种或多种，并且在一些实施方案中，纤维包括玻璃纤维。
[0018]在一些示例性实施方案中，纤维产品包括绝缘产品、非织造垫、刨花板、天花板(ceiling board)、线槽板(duct board)等中的任一种。
[0019]根据以下对示例性实施方案的详细描述以及随本文提交的附图，总体专利技术构思的
许多其它方面、优点和/或特征将变得更加显而易见。
附图说明
[0020]下面参考附图通过示例的方式更详细地描述总体专利技术构思以及其说明性实施例和优点，在附图中：
[0021]图1图示了用具有不同摩尔当量的羧酸基/羟基和长链多元醇/短链多元醇的比例的示例性固化粘结剂组合物制成的玻璃纤维绝缘体的挠曲应力(flexural stress)/wt/LOI。
[0022]图2图示了用示例性粘结剂组合物制备的玻璃纤维的拉伸力/LOI，所述粘结剂组合物具有1/0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.水性粘结剂组合物，包含：至少35wt％的包含至少两个羧酸基团的交联剂，基于所述水性粘结剂组合物的总固体含量；0.1至50.0wt％的至少一种具有至少两个羟基和至少2,000道尔顿的数均分子量的长链多元醇，基于所述水性粘结剂组合物的总固体含量；和非必要地，至少一种具有至少两个羟基和小于2,000道尔顿的数均分子量的短链多元醇；其中所述粘结剂组合物一旦固化包含至多6.0wt％的水溶性材料。2.权利要求1的水性粘结剂组合物，其中所述短链多元醇按1.0至50wt％的量存在，基于所述水性粘结剂组合物的总固体含量。3.权利要求1的水性粘结剂组合物，其中所述短链多元醇按10.0至25wt％的量存在，基于所述水性粘结剂组合物的总固体含量。4.权利要求1的水性粘结剂组合物，其中所述短链多元醇包括糖醇、2,2
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双(羟甲基)丙酸、三(羟甲基)丙烷、季戊四醇和烷醇胺中的一种或多种。5.权利要求4的水性粘结剂组合物，其中所述短链多元醇包括选自甘油、赤藓糖醇、阿拉伯糖醇、木糖醇、山梨糖醇、麦芽糖醇、甘露糖醇、艾杜糖醇、异麦芽糖醇、乳糖醇、纤维醇、帕拉金糖醇、麦芽三糖醇、其糖浆及其混合物的糖醇。6.权利要求4的水性粘结剂组合物，其中所述烷醇胺包括三乙醇胺。7.权利要求1的水性粘结剂组合物，其中所述长链多元醇与所述短链多元醇的比例为1/50至20/1。8.权利要求1的水性粘结剂组合物，其中所述长链多元醇与所述短链多元醇的比例为1/20至10/1。9.权利要求1的水性粘结剂组合物，其中一旦固化，所述粘结剂组合物包含至多5.0wt％的水溶性材料。10.权利要求1的水性粘结剂组合物，其中一旦固化，所述粘结剂组合物包含至多4.0wt％的水溶性材料。11.权利要求1的水性粘结剂组合物，其中所述粘结剂组合物以30％固体时具有175cP或更低的粘度。12.权利要求1的水性粘结剂组合物，其中所述粘结剂组合物一旦固化具有5至9.0的pH值。13.水性粘结剂组合物，包含：0.1至50.0wt％的至少一种具有至少两个羟基和至少2,000道尔顿的数均分子量的长链多元醇，基于所述水性粘结剂组合物的总固体含量；至少35wt％的包含至少两个羧酸基团的交联剂，基于所述水性粘结剂组合物的总固体含量；和1.0至50wt％的至少一种具有至少两个羟基和小于2,000道尔顿的数均分子量的短链多元醇，其中羧酸基团、酸酐基团或其盐的摩尔当量与羟基的摩尔当量之比为1/0.05至1/20，和所述长链多元醇与所述短链多元醇的比例为1/50至20/1。14.权利要求13的水性粘结剂组合物，其中所述长链多元醇按1.0至45wt％的量存在，
基于所述水性粘结剂组合物的总固体含量。15.权利要求13的水性粘结剂组合物，其中所述短链多元醇按10.0至25wt％的量存在，基于所述水性粘结剂组合物的总固体含量。16.权利要求13的水性粘结剂组合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
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：