水可稀释性树脂组合物制造技术

本发明专利技术涉及包含树脂的水可稀释性树脂组合物，所述树脂是醛与羟基芳族化合物的反应产物，所述组合物还包含包括２－６个氨基的氨基化合物和糖醇，其中所述树脂的醛对羟基芳族化合物的初始摩尔比为２．３－５．５，树脂对氨基化合物加糖醇之比为４５∶５５到７０∶３０重量份，氨基化合物对树脂之比为２０∶８０到５０∶５０重量份，且糖醇对树脂加氨基化合物之比为５∶９５到３０∶７０重量份。本发明专利技术还涉及制造所述树脂组合物的方法，该树脂组合物作为用于无纺纤维材料（特别是绝缘材料）的粘合材料的用途，以及制造这类绝缘材料的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包含树脂和氨基化合物的水可稀释性树脂组合物，所述树脂是醛与羟 基芳族化合物的反应产物，优选酚醛树脂，所述氨基化合物包括2-6个氨基，优选脲，其中 所述树脂是醛对羟基芳族化合物的初始摩尔比为2. 5-5. 5的可溶酚醛树脂型。本专利技术还涉 及制造所述树脂组合物的方法，该树脂组合物作为用于无纺纤维材料(特别是绝缘材料) 的粘合材料的用途，以及制造这类绝缘材料的方法。
技术介绍
苯酚粘合材料(特别是酚醛树脂)是公知的用于经典绝缘树脂组合物的碱性化学 试剂。这些化学试剂的问题是苯酚和甲醛均有毒性，并且具有相对高的蒸汽压，导致相对大 量的这些化学试剂释放到环境中。现有技术中通过不同方式来解决这一问题。W096/26164记载了用作绝缘材料中的粘合剂的酚醛树脂(phenolformaldehyde resin)组合物，其中通过使用过量的甲醛来降低苯酚的释放，其中通过加入氨来降低过量 甲醛的释放，并且其中通过使氨与糖化合物反应来降低氨的释放。本专利技术人已发现在树脂组合物中使用糖会导致该树脂组合物作为绝缘树脂的湿 机械特性无法接受地降低。湿机械特性是非常重要的，因为绝缘材料会暴露于湿润环境。此 外，氨的加入降低了所述树脂的存储稳定性。因此，氨只能在即将把所述树脂组合物涂敷到 无纺纤维材料上之前加入，有时候这对于树脂组合物的使用者、特别是绝缘材料的制造者 而言是不方便的。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供没有或者一定程度上减少上述缺陷的树脂组合物，特 别是如下的树脂组合物其具有良好的贮存水可稀释性(storage water dilutability)且 不含氨，在固化过程中具有降低的苯酚和甲醛释放，并且具有可接受的或良好的固化树脂 机械性能(特别是湿强度)的保持。意外地发现上述目的可通过包含以下树脂的水可稀释性树脂组合物来实现，所述 树脂是醛与羟基芳族化合物的反应产物，所述组合物还包含包括2-6个氨基的氨基化合物 和糖醇，其中所述树脂的醛对羟基芳族化合物的初始摩尔比为2. 3-5. 5，树脂对氨基化合物 加糖醇之比为45 55到70 30重量份，氨基化合物对树脂之比为20 80到50 50 重量份，且糖醇对树脂加氨基化合物之比为5 95到30 70重量份。具体实施例方式羟基-芳族化合物优选选自取代或未取代的单-或多环酚类，优选苯酚。所述醛 优选选自甲醛和低级烷基((「(；)单-或二 -醛类(例如乙二醛)，或者能够在树脂组合物 中就地产生甲醛的甲醛前体如多聚甲醛或三-噁烷。优选地，所述树脂是苯酚与甲醛的反 应产物。优选地，所述氨基化合物选自脲、双氰胺或三聚氰胺，最优选脲。所述氨基化合物还可以是两种或更多种不同氨基化合物的混合物。所述醛、酚或氨基化合物也可分别是两 种或更多种不同的醛类、酚类或氨基化合物的混合物。糖醇与糖不同。糖包含醛基(-CH0)或酮基(C = 0)，其中存在碳-氧双键，使得所 述糖具有反应性。糖醇是糖的氢化(或还原)形式，其中糖的羰基(醛或酮)被还原成伯 羟基或仲羟基。糖醇优选选自甘油、木糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、乳糖醇、异麦芽糖醇、赤藓 醇、麦芽糖醇糖浆、水溶性氢化淀粉、水解麦芽糖醇。加入糖醇得到部分基于可再生资源的树脂，由于环境原因这是所期望的。在本文 中，甘油是特别优选的，因为它是生物柴油生产的废产物并且廉价。糖醇还可以是两种或更 多种不同糖醇的混合物。本专利技术人已发现糖醇的存在导致苯酚和甲醛释放的显著降低，然而对所得树脂的 强度没有显著的影响。如本文所述的实施例所示，糖醇与糖相比具有明显的优点，特别是 在湿强度和低甲醛及苯酚释放方面。相对于US4，335，361，这是非常令人意外的。该专利 公开文件记载了包含水可稀释性酚醛树脂的组合物，其添加有酰胺和糖。据记载，与糖醇和 多元醇相比，糖改善了湿强度，并且没有过长的胶凝时间。然而，本专利技术人发现当树脂组合 物的组分选择了本文给出的恰当用量时，特别是当树脂的固化在至少170°C的温度进行，并 且特别是当树脂组合物包含在固化温度时产生酸的潜在固化催化剂(优选硫酸铵)时，糖 醇在降低挥发物释放方面更加有效，并且通过固化可整合入树脂中，导致较低的糖醇洗出 (washout)和高湿强度。树脂对氨基化合物加糖醇之比为45 55到70 30重量份，优选50 50到 70 30专利法，最优选55 45到70 30重量份。已发现树脂的最低量(以及添加剂 (extender)氨基化合物加糖醇的最大量)是获得良好的机械性能保持力所必需的。已发 现，糖醇通过固化会整合到树脂中。另一方面，考虑到成本价格以及在固化过程中充分降 低挥发物释放，氨基化合物和糖醇的最低量优选越高越好，但是不高于55wt%。基于上述 考虑，氨基化合物对树脂之比高于20 80重量份，优选高于25 75重量份，更优选高于 30 70重量份，但是优选低于50 50重量份，更优选低于40 60重量份。糖醇对树脂 加氨基化合物之比为5 95到30 70重量份。应当指出，包含糖醇的酚醛树脂是本领域已知的，例如在US2006094853中，其用 于生产复合板。在该现有技术树脂中，所述树脂在本质上是不同的，加入糖醇是作为该高度 缩合(condensed)的树脂的增塑剂。在该现有技术树脂中，苯酚化合物与相对少量的甲醛 缩合，这将会在预期用于粘合无纺纤维绝缘材料的低缩合树脂组合物中留下过多量的游离 酚化合物。此外，现有技术的PF树脂并不是高度水可稀释性的，并且也不像如下所具体描 述般低粘度。另外，闪点对于矿物纤维的安全生产而言太低了，且碱度太高了(因而所生产 的最终矿物纤维包含大量盐，这使得产物亲水，这对于绝缘材料的用途来说是不利的)。在 本专利技术的树脂组合物中，糖醇意外地不充当增塑剂。研究人员相信，但不局限于具体理论， 所述糖醇阻止了游离苯酚和甲醛的蒸发程度过度高于通过在树脂溶液干燥过程中的简单 稀释所产生的蒸发程度及在干燥和固化树脂过程中的某些阶段的蒸发程度，所述糖醇反应 并结合到固化树脂的网络内，从而并不充当树脂内的增塑剂，而当加入糖醇时固化树脂的 强度不会或仅稍微弱化。当加入糖醇时不会对树脂的耐贮性有不利影响。应当注意EP1226749记载了在吸湿性纤维产品中用作粘合剂的酚醛树脂。该树脂5通过引入多元醇(优选二乙二醇)而具有改善的湿特性，所述多元醇在树脂固化过程中于 高温蒸发。据记载，该树脂可通过后缩合(post-condensation)而用脲或三聚氰胺改性。本 专利技术树脂组合物中的糖醇具有高于所述树脂固化温度的沸点，并且在固化过程中基本不蒸 发。所述树脂在低于所述糖醇沸点的温度固化。此外，在本专利技术组合物中，在树脂形成反应 之后单独加入氨基化合物(优选脲)。所述氨基化合物基本不与所述树脂反应，但是与过量 甲醛反应形成单独的组分。这对于降低释放值同时保持极大的可稀释性及低喷雾粘度来说 是非常重要的。 对于作为无纺纤维绝缘材料中粘合剂的预期应用，要求所述树脂为水可稀释性 的。为成为水可稀释性的，所述树脂不能高度缩合，因而优选包含至少80wt%，优选至少 90wt%的羟甲基化酚类。所述树脂优选具有一定聚合度(缩合)，使得当树脂含量为在水中 有至多60wt%的树本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含树脂的水可稀释性树脂组合物，所述树脂是醛与羟基芳族化合物的反应产物，所述组合物还包含包括２－６个氨基的氨基化合物和糖醇，其中所述树脂的醛对羟基芳族化合物的初始摩尔比为２．３－５．５，树脂对氨基化合物加糖醇之比为４５∶５５到７０∶３０重量份，氨基化合物对树脂之比为２０∶８０到５０∶５０重量份，且糖醇对树脂加氨基化合物之比为５∶９５到３０∶７０重量份。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2007-9-27 0718857.6包含树脂的水可稀释性树脂组合物，所述树脂是醛与羟基芳族化合物的反应产物，所述组合物还包含包括2-6个氨基的氨基化合物和糖醇，其中所述树脂的醛对羟基芳族化合物的初始摩尔比为2.3-5.5，树脂对氨基化合物加糖醇之比为45∶55到70∶30重量份，氨基化合物对树脂之比为20∶80到50∶50重量份，且糖醇对树脂加氨基化合物之比为5∶95到30∶70重量份。2.根据权利要求1所述的水可稀释性树脂组合物，其中所述树脂优选为苯酚和甲醛的 反应产物，其中所述氨基化合物选自脲、双氰胺或三聚氰胺，优选脲，并且其中所述糖醇选 自甘油、木糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、乳糖醇、异麦芽糖醇、赤藓醇、麦芽糖醇糖浆、水溶性 氢化淀粉、水解麦芽糖醇，优选甘油。3.根据权利要求1或2所述的树脂组合物，其中所述树脂包含至少80wt%，优选至少 90wt%的羟甲基化苯酚。4.根据权利要求1-3所述的树脂组合物，其中所述树脂的聚合度使得当树脂含量为在 水中有至多60wt%树脂时，所述树脂的水溶液的粘度小于70mPa. s，优选小于60mPa. s，更 优选小于50mPa. So5.根据权利要求1-4所述的树脂组合物，其中所述树脂具有少于20wt%，更优选少于 10wt%的具有3个或更多羟基-芳族化合物的聚合化合物。6.根据权利要求1-5所述的树脂组合物，其中所述树脂在至少1 4重量份、优选至少 1 10重量份、最优选至少1 20重量份时具有水可稀释性。7.根据权利要求1-6中任一项所述的权利要求，还包括-5-90wt%的水(相对于化合物总重的wt% )，-潜在的固化催化剂，优选硫酸铵，-任选的纤维粘附促进剂，优选硅烷，-任选的溶解度改良剂，优选氨，和/或-任选的溶液粘度调节剂、稳定剂、硅油或尘油。8.制备如权利要求1-7中任一项所述的树脂组合物的方法，其中使醛和羟基-芳族 化合物(优选甲醛和苯酚)在水溶液中在碱性催化剂存在下反应，优选用量为0. l-3wt% (相...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨德里库斯WG范赫维南，克里斯托夫普罗克，
申请(专利权)人：太尔公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]