高温低排放矿棉产品制造技术

本发明专利技术涉及矿物纤维产品，其包含由固化的粘结剂组合物结合的矿物纤维。粘结剂组合物结合的矿物纤维。粘结剂组合物结合的矿物纤维。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高温低排放矿棉产品


[0001]本专利技术涉及矿物纤维产品和矿物纤维产品的用途。

技术介绍

[0002]矿物纤维产品(也称为矿棉产品)通常包括矿物纤维(也称为人造玻璃质纤维(MMVF))，例如玻璃纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、矿渣纤维和石纤维(岩纤维)，它们通过固化的热固性聚合物粘结剂材料粘结在一起。为了用作隔热或隔音产品，粘合的矿物纤维垫通常通过以常规方式将由合适的原料制成的熔体转化为纤维来生产，例如通过纺丝杯工艺或通过级联转子工艺。将纤维吹入成形室中，并且在空气中且仍然热的同时，用粘结剂溶液喷涂，并作为垫或网随机沉积到行进的输送机上。然后将纤维垫转移到固化炉中，在固化炉中将热空气吹过垫以固化粘结剂并将矿物纤维牢固地粘结在一起。
[0003]在过去，选择的粘结剂树脂是苯酚
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甲醛树脂，其可以经济地生产并且可以在用作粘结剂之前用脲扩链。然而，针对降低或消除甲醛排放的现有和提出的立法已经导致无甲醛粘结剂的开发，例如基于多羧基聚合物和多元醇或多元胺的粘结剂组合物，例如EP
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A
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583086、EP
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A
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990727、EP
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A
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1741726、US
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A
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5，318,990和US
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A
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2007/0173588中所公开的。
[0004]另一类非苯酚
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甲醛粘结剂是脂族和/或芳族酸酐与烷醇胺的加成/消除反应产物，例如在WO 99/36368、WO 01/05725、WO 01/96460、WO 02/06178、WO 2004/007615和WO 2006/061249中所公开的。这些粘结剂组合物是水溶性的并且就固化速度和固化密度而言表现出优异的粘合性能。WO 2008/023032公开了该类型的脲改性粘结剂，其提供具有降低的水分吸收的矿棉产品。
[0005]由于用于生产这些粘结剂的一些原料是相当昂贵的化学品，因此一直需要提供经济生产的无甲醛粘结剂。
[0006]与先前已知的来自矿物纤维的水性粘结剂组合物相关的另一个效果是用于生产这些粘结剂的至少大部分起始材料来自化石燃料。消费者正在倾向于完全或至少部分地由可再生材料生产的产品，因此需要提供至少部分地由可再生材料生产的用于矿棉的粘结剂。
[0007]在高温应用中，当在这样的高温下使用时，特别是当在这样的温度下首次使用时和/或当在这样的温度下在短暂的时间间隔内使用时，矿物纤维产品可以将来自粘结剂的有机成分作为排放气体。高温应用是例如当矿物纤维产品用作发电厂中管和设备的隔热体时，其中400℃至500℃的温度不是不寻常的。另一种高温应用是使用矿物纤维产品作为炉的隔热体，其中产品可以在高达其最高使用温度(例如600℃或650℃或甚至700℃)下使用。
[0008]在这方面的一个特别的问题是有害的异氰酸(ICA)从矿棉产品中排放，尤其是包含脲扩链酚醛树脂树脂或包含脲的其他树脂或粘结剂的产品。添加脲或其他含氮化合物是在实现矿棉产品中更好燃烧性能和在高温下热稳定性的常规方式。
[0009]异氰酸的化学式是HNCO。矿物纤维产品的ICA排放的很大一部分可以基于在粘结剂组合物中使用脲或脲衍生物。ICA的排放可导致健康问题，并且现有和提议的立法不但涉
及在矿物纤维产品安装和使用期间、而且涉及矿物纤维产品的生产都要降低或消除ICA排放。
[0010]来自热排放的其它感兴趣的化学组分可以是氰化氢(HCN)、氨(NH3)和NOx，但也可以是其它含亚硝酸类(ni trous)的物质。

技术实现思路

[0011]因此，本专利技术的目的是提供一种矿物纤维产品，其具有改进的高温用途，经济地生产，并且使用可再生材料作为制备水性粘结剂组合物的起始产品。
[0012]本专利技术的另一个目的是提供这种矿物纤维产品的用途。
[0013]本专利技术的另一个目的是提供一种在高温下通过管输送介质的方法。
[0014]根据本专利技术的第一方面，提供了一种矿物纤维产品，其包含由固化的粘结剂组合物结合的矿物纤维，未固化的粘结剂组合物包含一种或多种木质素磺酸盐木质素，基于木质素磺酸盐木质素的干重，木质素磺酸盐木质素优选具有0.03至2.0mmol/g的羧酸基团含量，其中将矿物纤维产品加热至600℃的温度排出小于2000μg异氰酸(ICA)每克样品，例如1000μg异氰酸(ICA)每克样品，例如小于750μg异氰酸(ICA)每克样品，例如小于600μg异氰酸(ICA)每克样品。
[0015]根据本专利技术的第二方面，提供了矿物纤维产品在至少300℃的温度下优选作为隔热产品的用途，矿物纤维产品包含由固化的粘结剂组合物结合(bound)的矿物纤维，未固化的粘结剂组合物包含一种或多种木质素磺酸盐木质素，木质素磺酸盐木质素优选具有0.03至2.0mmol/g的羧酸基团含量,基于木质素磺酸盐木质素的干重，其中任选地将矿物纤维产品加热至600℃的温度排出小于2000μg异氰酸(ICA)每克样品，例如小于1000μg异氰酸(ICA)每克样品，例如小于750μg异氰酸(ICA)每克样品，例如小于600μg异氰酸(ICA)每克样品。
[0016]根据本专利技术的第三方面，提供了一种输送介质的方法，包括以下步骤：
[0017]a)用矿物纤维产品覆盖管作为热管隔绝体，以及
[0018]b)通过该管输送该介质，
[0019]其中矿物纤维产品包含由固化的粘结剂组合物结合的矿物纤维，未固化的粘结剂组合物包含一种或多种木质素磺酸盐木质素作为热管隔绝体，木质素磺酸盐木质素优选具有0.03
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2.0mmol/g的羧酸基团含量，基于木质素磺酸盐木质素的干重，其中任选地将矿物纤维产品加热至600℃的温度排出小于2000μg异氰酸(ICA)每克样品，例如小于1000μg异氰酸(ICA)每克样品，例如小于750μg异氰酸(ICA)每克样品，例如小于600μg异氰酸(ICA)每克样品。
[0020]根据本专利技术的第四方面，提供了一种覆盖有矿物纤维产品作为隔热体的管，其中该矿物纤维产品包含由固化的粘结剂组合物结合的矿物纤维，未固化的粘结剂组合物包含一种或多种木质素磺酸盐木质素，木质素磺酸盐木质素优选具有0.03至2.0mmol/g的羧酸基团含量，基于木质素磺酸盐木质素的干重，其中任选地将矿物纤维产品加热至600℃的温度排出小于2000μg异氰酸(ICA)每克样品，例如小于1000μg异氰酸(ICA)每克样品，例如小于750μg异氰酸(ICA)每克样品，例如小于600μg异氰酸(ICA)每克样品。
[0021]本专利技术人惊奇地发现当基于木质素磺酸盐木质素的粘结剂组合物用于矿物纤维
产品时，可以在高温应用中使用矿物纤维产品而具有低ICA排放或甚至没有ICA排放，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种矿物纤维产品，其包含由固化的粘结剂组合物结合的矿物纤维，未固化的粘结剂组合物包含一种或多种木质素磺酸盐木质素，该木质素磺酸盐木质素具有0.03至2.0mmol/g的羧酸基团含量，基于木质素磺酸盐木质素的干重，其中将含有固化的粘结剂组合物的矿物纤维产品加热至600℃的温度排出小于2000μg异氰酸(ICA)每克样品。2.根据权利要求1所述的矿物纤维产品，其中将矿物纤维产品加热至600℃的温度排出小于1000μg异氰酸(ICA)每克样品，例如小于750μg异氰酸(ICA)每克样品，例如小于600μg异氰酸(ICA)每克样品。3.根据权利要求1或权利要求2所述的矿物纤维产品，其为隔热产品。4.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中该矿物纤维产品为预成型管部分、线垫或板的形式。5.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中该矿物纤维产品的厚度为20mm至500mm，优选30mm至300mm，例如50mm至150mm。6.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中将该矿物纤维产品加热至600℃的温度排出小于600μg的HCN每克样品，例如小于500μg的HCN每克样品，例如小于400μg的HCN每克样品。7.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中该未固化的粘结剂组合物包含：
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一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，该木质素磺酸盐木质素具有0.03至2.0mmol/g的羧酸基团含量，基于木质素磺酸盐木质素的干重；
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一种或多种交联剂形式的组分(ii)；
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任选地一种或多种增塑剂形式的组分(iii)。8.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中该一种或多种木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至1.4mmol/g，例如0.05至0.6mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重。9.根据权利要求7或8中任一项所述的矿棉产品，其中该组分(ii)为一种或多种交联剂的形式，该交联剂选自:oβ
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羟基烷基酰胺交联剂，和/或o噁唑啉交联剂，和/或o多官能有机胺例如烷醇胺、二胺例如六甲基二胺，和/或o分子量大于500的环氧化合物，如基于脂肪酸甘油三酯的环氧化油，或一种或多种柔性低聚物或聚合物，例如低Tg丙烯酸类基聚合物，例如低Tg基于乙烯基的聚合物，例如低Tg聚醚，其含有反应性官能团，例如碳二亚胺基团，例如酸酐基团，例如噁唑啉基团，例如氨基，例如环氧基团，和/或o一种或多种选自脂肪胺的交联剂；和/或o一种或多种脂肪酰胺形式的交联剂；和/或o一种或多种交联剂，其选自聚酯多元醇，例如聚己内酯；和/或o一种或多种选自淀粉、改性淀粉、CMC的交联剂；和/或o一种或多种多官能碳二亚胺形式的交联剂，例如脂族多官能碳二亚胺；和/或o一种或多种交联剂，其选自基于三聚氰胺的交联剂，例如基于六(甲基甲氧基)三聚氰
胺(HMMM)的交联剂。10.根据权利要求7至9中任一项所述的矿棉产品，其中该组分(ii)为一种或多种交联剂的形式，该交联剂选自:oβ
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羟基烷基酰胺交联剂，如N
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(2
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羟基异丙基)酰胺交联剂，如N
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(2
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羟乙基)酰胺交联剂，如N
‑
(2
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羟乙基)己二酰胺交联剂，例如N,N,N
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,N
′‑
四(2
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羟乙基)己二酰胺，和/或o多官能有机胺，如烷醇胺，二胺，如六甲基二胺，和/或o分子量大于500的环氧化合物，例如基于脂肪酸甘油三酯的环氧化油或一种或多种柔性低聚物或聚合物，例如低Tg丙烯酸类基聚合物，例如低Tg基于乙烯基的聚合物，例如低Tg聚醚，其含有反应性官能团，例如碳二亚胺基团，例如酸酐基团，例如噁唑啉基团，例如氨基，例如环氧基团，和/或o一种或多种多官能碳二亚胺形式的交联剂，例如脂族多官能碳二亚胺。11.根据权利要求7至10中任一项所述的矿棉产品，其中该组分(iii)以一种或多种增塑剂的形式包含在该未固化的粘结剂组合物中，该增塑剂选自：
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一种或多种增塑剂，其选自：脂肪醇、单羟基醇如戊醇、硬脂醇；和/或
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一种或多种增塑剂，其选自烷氧基化物，例如乙氧基化物，例如丁醇乙氧基化物，例如丁氧基三甘醇；和/或
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一种或多种丙二醇形式的增塑剂；和/或
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一种或多种二醇酯形式的增塑剂；和/或
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一种或多种增塑剂，其选自己二酸酯、乙酸酯、苯甲酸酯、环苯甲酸酯、柠檬酸酯、硬脂酸酯、山梨酸酯、癸二酸酯、壬二酸酯、丁酸酯、戊酸酯；和/或<...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：洛科威有限公司，
类型：发明
国别省市：