Agente de ligado para lana mineral y producto de lana mineral ligado con éste.

LA PRESENTE INVENCION ESTA RELACIONADA CON UN AGENTE AGLUTINANTE PARA LANA MINERAL,

QUE INCLUYE AL MENOS UN HOMO - O COPOLIMERO TERMOPLASTICO, QUE ES RETICULABLE CON RESINA FENOLICA, AL MENOS UNA RESINA FENOLICA Y AL MENOS UN AGENTE IGNIFUGO. OPCIONALMENTE, UNA PARTE DEL AGENTE IGNIFUGO PUEDE SER REEMPLAZADA POR POLVO DE VIDRIO Y/O NANOGELES DE OXIDOS METALICOS. UTILIZANDO TALES AGENTES AGLUTINANTES ES POSIBLE PROCESAR INCLUSO FIBRAS CON BAJO PUNTO DE FUSION EN PRODUCTOS DE LANA MINERAL, QUE, POR EJEMPLO COMO ELEMENTOS DE PROTECCION CONTRA INCENDIOS, PRESENTAN UN TIEMPO DE RETARDO DE HASTA 90 MINUTOS, SEGUN DIN 4102, PARTE 5.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E98101836.

Solicitante: SAINT-GOBAIN ISOVER.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: LES MIROIRS, 18, RUE D'ALSACE 92400 COURBEVOIE FRANCIA.

Inventor/es: BIHY, LOTHAR, KUMMERMEHR, HANS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C03C25/26 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C03 VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA.C03C COMPOSICION QUIMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES VITREOS; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DEL VIDRIO; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE FIBRAS O FILAMENTOS DE VIDRIO, SUSTANCIAS INORGANICAS O ESCORIAS; UNION DE VIDRIO A VIDRIO O A OTROS MATERIALES.C03C 25/00 Tratamiento de la superficie de fibras o filamentos sustancias inorgánicas de vidrio o escorias. › Compuestos macromoleculares o prepolímeros.
  • C03C25/34 C03C 25/00 […] › Polímeros de condensación de aldehídos, p.ej. con fenoles, ureas, melaminas, amidas o aminas.
  • C04B20/00 C […] › C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS.C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › Empleo de materias como cargas para morteros, hormigón o piedra artificial previsto en más de un grupo del C04B 14/00 - C04B 18/00 y caracterizadas por la forma o distribución de los granos; Tratamiento de materias especialmente adaptado para reforzar sus propiedades de carga en los morteros, hormigón o piedra artificial previsto en más de un grupo del C04B 14/00 - C04B 18/00; Materiales expandidos o desfibrados (elementos de armadura   E04C 5/00).
  • C04B26/12 C04B […] › C04B 26/00 Composiciones para mortero, hormigón o piedra artificial que contienen solamente ligantes orgánicos. › Polímeros de condensación de aldehídos o cetonas.
  • C08K13/02 C […] › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES.C08K UTILIZACION DE SUSTANCIAS INORGANICAS U ORGANICAS NO MACROMOLECULARES COMO INGREDIENTES DE LA COMPOSICION (colorantes, pinturas, pulimentos, resinas naturales, adhesivos C09). › C08K 13/00 Utilización de mezclas de ingredientes no previstos en uno solo de los grupos principales C08K 3/00 - C08K 11/00, siendo esencial cada uno de estos compuestos. › Ingredientes orgánicos e inorgánicos.
  • C08K5/00 C08K […] › Utilización de ingredientes orgánicos.
  • C09J161/04 C […] › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09J ADHESIVOS; ASPECTOS NO MECANICOS DE LOS PROCEDIMIENTOS DE PEGADO EN GENERAL; PROCEDIMIENTOS DE PEGADO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR; EMPLEO DE MATERIALES COMO ADHESIVOS (adhesivos quirúrgicos A61L 24/00; adhesivos a base de compuestos macromoleculares orgánicos no especificados utilizados como agentes ligantes en productos estratificados B32B; etiquetado sobre tejidos o materiales y objetos comparables, de superficie deformable, utilizando adhesivos y adhesivos termoactibables respectivamente B65C 5/02, B65C 5/04;  preparación de cola o gelatina C09H; etiquetas, fichas o medios análogos de identificación o de indicación G09F 3/10). › C09J 161/00 Adhesivos a base de polímeros de condensación de aldehídos o cetonas (con polialcoholes C09J 159/00; con polinitrilos C09J 177/00 ); Adhesivos a base de derivados de tales polímeros. › Polímeros de condensación obtenidos únicamente a partir de aldehídos o cetonas con fenoles.
  • C09K21/00 C09 […] › C09K SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE SUSTANCIAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.Sustancias ignífugas.

PDF original: ES-2158624_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Agente de ligado para lana mineral y producto de lana mineral ligado con éste.

El presente invento se refiere a un agente de ligado para lana mineral de conformidad con la reivindicación 1 y a un producto de lana mineral ligado de conformidad con la reivindicación 13.

Para ligar lana mineral, en particular lana de roca y lana de vidrio, se conoce desde hace tiempo aplicar una resina de fenol-formaldehido a base de agente ligante sobre las fibras, de preferencia en el conducto de caída subsiguiente a la máquina de desfibrización.

Por tanto el agente ligante del arte anterior se rocía, de preferencia, sobre las fibras como una solución acuosa o una dispersión, respectivamente, con lo que la resina de fenol-formaldehido se polimeriza adicionalmente debido a temperaturas todavía relativamente altas de las fibras sobre la superficie de la fibra y une las fibras simples entre sí con el proceso de polimerización, en particular en puntos de cruce de las fibras, debido a que las fibras que se encuentran sobre otras en un punto de cruce son casi embebidas por gotas de resina solidificadas y por tanto, obstruyen o impiden el desplazamiento de las fibras simples de unas respecto a otras.

Como se sabe los productos de lana mineral se utilizan como una protección contra calor, frío, sonido o fuego y se clasifican, en la parte predominante, como no inflamables, de conformidad con DIN 4102. Para este fin el nivel de material orgánico - o sea combustible o quemable sin llama - precisa por tanto mantenerse a un mínimo.

Otro criterio junto con la no inflamabilidad es la resistencia de los productos de lana mineral al esfuerzo por fuego, que es de especial importancia para uso de estos productos como un elemento de protección de fuego.

Como se sabe la resistencia al fuego se define por el periodo de tiempo con el que, en una elevación particular de la temperatura en un lateral del elemento de protección de fuego, por ejemplo una puerta a prueba de fuego, el otro lateral del elemento de protección de fuego permanece por debajo de un limite de temperatura definido, por ejemplo 180ºC. El tiempo de retención en minutos del elemento de protección de fuego hasta que alcanza la temperatura límite en el lateral frío resulta en la clase de resistencia de fuego, con lo que de conformidad con DIN 4102, parte 5, la clasificación por ejemplo de la case T 30 de resistencia al fuego significa un tiempo de retención de 30 minutos, T60 un tiempo de retención de 60 minutos, etc.

En el pasado se utilizaron estructuras estratificadas para obtener altos niveles de protección de fuego, tal como, por ejemplo, en la DE - A 38 24 598, que utiliza como una capa de protección de fuego una mezcla de un hidróxido deshidratante, tal como hidróxido de aluminio, y agua vidrio o sol de sílice, que se dispone como capa conectiva entre dos cuerpos de lana mineral unida.

El modelo de utilidad alemán DE - U 295 07 498 describe una ilustración que extiende la anterior, que revela un elemento de protección de fuego con una estructura de capas, que comprende una capa central de material inorgánico que libera agua con la influencia de la temperatura y permanece dimensionalmente estable y se dispone entre las capas externas de lana mineral unida como semiproducto.

La PE- A- 748777, DE- A- 1024727 y US- A- 4073849 describe agentes de unión para firas que comprende una resina termo-plástica y una resina fenólica.

La PE- A- 668391 y PE- A- 679418 describe agentes de unión para fibras de vidrio que comprenden una mezcla de polímero y un agente a prueba de llama.

Este arte anterior ha sido bien aprobado, pero naturalmente se requiere aumento del grosor de las capas para obtener niveles de resistencia de fuego satisfactorios.

En caso de omitirse las capas de protección de fuego citadas en el arte anterior se produce el riesgo de que la lana mineral del elemento de protección de fuego utilizado se sinterice a temperaturas de fuego posiblemente altas, con lo que el elemento de protección de fuego pierde su eficacia relativamente deprisa. Por otra parte, depende de la naturaleza de la lana mineral utilizada de que se produzcan temperaturas de sinterización de la lana mineral.

Por tanto es de gran interés especialmente una lana mineral que muestre una durabilidad biológica muy baja. El juicio de estas lanas minerales se define en las prescripciones del TRGS 905, que se ha publicado por el Gundesministerium für Arbeit. Estas fibras minerales pueden sinterizarse, por ejemplo, a temperaturas por encima de alrededor de 700ºC.

Por consiguiente, constituye el objeto del presente invento tratar lana de punto de fusión inferior con medios simples de modo que, en particular comparado con lana mineral basáltica, sean producibles materiales aislantes y elementos de protección de fuego, respectivamente, cuya resistencia al fuego encuentren las exigencias de conformidad con DIN 4102, apartado 5.

El objeto anterior se resuelve con un agente ligante de conformidad con la reivindicación 1, así como con un producto de lana mienral de conformidad con la reivindicación 13.

Como sea que se incorpora en el agente ligante de conformidad con el invento por lo menos un homo- o copolímero termoplástico, que sea reticulable con resina fenólica, resina fenólica así como por lo menos un agente a prueba de llama se altos niveles de resistencia al fuego revelan que corresponde por lo menos a los que se obtienen con elementos de protección de fuego convencionales obtenidos de lana de basalto.

Sorprendentemente resulta evidente que, aún cuando se adicionan sustancias orgánicas, o sea homo- o copolímeros reticulables con resina fenólica, al gente ligante, con lo que un experto en el arte podría esperar un deterioro del comportamiento protector de fuego, con por ejemplo placas de lana mineral enlazadas con el agente ligante de conformidad con el invento que tiene un punto de fusión < 1000ºC, por ejemplo una lana de vidrio o roca con KI ³ 40 de conformidad con TRGS 905, resultan posibles temperaturas por encima de 1000ºC sin sinterizar o fundir las fibras como cabría esperar.

Actualmente el mecanismo no está todavía claro, pero no obstante parece, sin limitarse a ello, que productos de descomposición del termoplástico reticulado con la resina fenólica y agente a prueba de llama, llamado productos de cuarteado, reaccionan con las fibras a altas temperaturas por encima de 500ºC, con lo que podría imaginarse que el carbono se incorpora en o se une a las fibras de modo que las fibras sufran una conversión química.

En caso de producirse placas de lana mineral que se unen con el agente ligante de conformidad con el invento, experimentos en serie para clasificar el tiempo de resistencia al fuego de conformidad con DIN 4102, apartado 5, revelan que se obtienen tiempos de retención sorprendentemente altos de hasta 90 minutos.

Es importante que se utiliza un homo- o copolímero termoplástico reticulable con resina fenólica que luego reticulan entre sí sobre las fibras todavía calientes rociándose sobre las fibras en el conducto de caída subsiguiente al aislamiento de fibras, de modo que se genere una resina mixta constituida por resina fenólica y polímero termoplástico.

Así pues, una mezcla constituida por homo- o copolímero termoplástico, reticulable con resina fenólica y la resina fenólica tiene también importancia de por si, si bien no es parte del presente invento, debido a que un agente ligante de esta índole exhibe también resistencia a la temperatura aumentada sin agente a prueba de llama y, aparte de esto, resulta también en propiedades mejoradas de la lana mineral, debido a que se reduce la fragilidad del producto de lana mineral total y, por tanto, se proporciona una mejorada resistencia a la rotura de la fibra en los productos de lana mineral individuales.

Particularmente apropiados como homo- o copolímero termoplástico reticulable con una resina fenólica han resultado ser los expuestos en la reivindicación 2; aquí, en particular, son excelentemente apropiados para los fines del presente invento las resinas acrílicas, acetatos de polivinilo, poliuretanos, así como sus homo- y copolímeros, pero especialmente copolímeros a base de ésteres de ácido acrílico utilizando también acrilonitrilos.

Así pues, de conformidad con las reivindicaciones 3 y 4, pueden utilizarse como resinas fenólicas apropiadas para los fines del presente invento resinas fenólicas, o sea los productos de condensación de fenol-formaldehido conocidos convencionalmente, así como los productos de condensación de fenol-urea o productos de condensación de fenol-formaldehido-urea.

Los agentes a prueba de llama usuales conocidos en el arte anterior se utilizan de preferencia como agente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un agente ligante para lana mineral, que contiene:

sep-1pt
por lo menos un homo- o copolímero termoplástico reticulable con resina fenólica;
por lo menos una resina fenólica; y
por lo menos un agente a prueba de llama.

2. Un agente ligante, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los polímeros termoplásticos se eligen del grupo constituido por:

sep-1pt
resinas acrílicas, polivinil acetatos, poliuretanos, así como sus homo- y copolímeros, en particular copolímeros a base de ésteres de ácido acrílico utilizando también acrilonitrilos.

3. Un agente ligante, de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las resinas fenólicas son productos de condensación de fenol-formaldehido.

4. Un agente ligante, de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las resinas fenólicas son productos de condensación de fenol-formaldehido-urea.

5. Un agente ligante, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el agente a prueba de llama se elige del grupo constituido por:

sep-1pt
hidróxidos, que son liberadores de agua a temperatura elevada, en particular hidróxido de aluminio, sustancias que son liberadoras de halógeno a temperatura aumentada, en particular parafinas halogenadas, sustancias exclusoras de oxígeno, fosfinas, fosfatos, en particular fosfatos amónicos, especialmente polifosfatos amónicos, ésteres de ácido fosfórico, óxidos de antimonio y/o sales de antimonio; melamina; y sus mezclas.

6. Un agente ligante, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por contener aditivos que se eligen del grupo constituido por:

sep-1pt
estabilizadores, en particular sol de sílice, arcillas, especialmente caolinitas, montmorillonitas, caolín y/o bentonita; agentes tixotrópicos, particularmente polisacáridos tal como almidón, almidón de patata, derivados polisacáridos tal como metil celulosa; dispersadores de pigmentos; y sus mezclas.

7. Un agente ligante, de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque los estabilizadores se eligen del grupo constituido por:

sep-1pt
óxidos, en particular óxidos coloidales, de aluminio, cerio, sílice, zinc, antimonio, estaño, itrio, zirconio, titanio, berilio, magnesio, boro, especialmente nanogeles de dichos óxidos metálicos, de preferencia nanogeles de óxido metálico estabilizados con acetato, así como polvos cerámicos, en particular polvo de vidrio, de preferencia polvo de vidrio con un diámetro de partícula medio entre alrededor de 1 m m y 50 m m, en particular comprendido entre alrededor de 5 m m y 30 m m, especialmente preferido alrededor de 5 m m y sus mezclas.

8. Un agente ligante, de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque los nanogeles de óxido metálico se eligen del grupo constituido por:

sep-1pt
CeO2, Al2O3, Y2O3, SnO2, B2O3, BeO, MgO, ZnO, SiO2 o TiO2.

9. Un agente ligante, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado porque el diámetro de partícula medio de los nanogeles es de alrededor de 1 nm a 150 m m, en particular alrededor de 5 nm a 1 m m, de preferencia alrededor de 5 nm a 200 nm, especialmente preferido de alrededor de 5 nm a 100 nm, particularmente preferido de alrededor de 5 nm a 50 nm, de preferencia alrededor de 5 nm a 20 nm, en particular preferido de alrededor de 5 nm a 10 nm.

10. Un agente ligante, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por contener por lo menos alrededor de 10 % de resina fenólica, respecto a la masa seca del agente ligante.

11. Un agente ligante, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por contener, respecto a su masa en seco:

sep-1pt
alrededor de 2,5 a 70 % de polímero termoplástico,
alrededor de 10 a 95 % de resina fenólica,
alrededor de 2,5 a 70 % de agente a prueba de llama, y
alrededor de 1 a 50 % de estabilizadores, particularmente nanogeles de óxido metálico y/o partículas de vidrio;
en particular
alrededor de 2,5 a 60 % de polímero termoplástico,
alrededor de 10 a 80 % de resina fenólica,
alrededor de 2,5 a 50 % de agente a prueba de llama, y
alrededor de 5 a 30 % de estabilizadores, particularmente nanogeles de óxido metálico y/o partículas de vidrio;
de preferencia
alrededor de 10 a 60 % de polímero termoplástico,
alrededor de 10 a 70 % de resina fenólica,
alrededor de 10 a 60 % de agente a prueba de llama, y
alrededor de 5 a 20 % de estabilizadores, particularmente nanogeles de óxido metálico y/o partículas de vidrio.

12. Un agente ligante, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque contiene respecto a su masa en seco:

sep-1pt
alrededor del 25 %, de preferencia alrededor del 23 % de polímero termoplástico,
alrededor del 30 %, de preferencia alrededor del 29 % de resina fenólica, y
alrededor del 45 %, de preferencia alrededor del 48 % de agente a prueba de llama.

13. Un producto de lana mineral unida caracterizado por unirse con el agente ligante de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Un producto de lana mineral, de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque comprende lana de roca o lana de vidrio, cumpliendo sus fibras con el criterio KI 40.

15. Un producto de lana mineral, de conformidad con la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque se proporciona en forma de placa, estera o fieltro.

16. Un producto de lana mineral, de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque se proporciona como una placa de lana mineral KI 40 y que tiene un tiempo de resistencia al fuego de conformidad con DIN 4102, apartado 5, de por lo menos 60 minutos, de preferencia 90 minutos.

 

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