Aglutinante para productos de lana mineral.

Un proceso para proporcionar un aglutinante para fibras minerales,

que comprende los pasos de: mezclar en condiciones reactivas un anhídrido y una amina seleccionada entre ß-hidroxialquilaminas N-sustituidas, 3-amino-1,2-propanediol, 2-amino-1,3-propanediol y tris(hidroximetil)aminometano, donde se añade agua a estos una vez que se ha disuelto prácticamente todo el anhídrido y/o ha reaccionado con la amina.

Aglutinante para productos de lana mineral

La invención se refiere a un proceso para proporcionar un aglutinante para fibras minerales, es decir, fibras vítreas artificiales, por ejemplo, lana de roca, de escoria o de vidrio, un aglutinante que se pueda obtener a través de un 5 proceso de este tipo y un producto de lana mineral que comprenda un aglutinante de este tipo.

Los productos de lana mineral generalmente comprenden fibras minerales unidas entre sí mediante un material polimérico termoestable curado. Uno o más flujos de lana de roca, de escoria o de vidrio líquido se transforman en fibras y se introducen mediante una corriente de aire en una cámara de conformación donde se depositan en forma de red sobre una cinta transportadora. Se pulveriza el aglutinante sobre las fibras mientras están en el aire en la cámara de conformación y mientras aún están calientes. La red fibrosa recubierta se transporta a continuación desde la cámara hasta un horno de curado donde se sopla aire caliente a través de la malla para curar el aglutinante y unir rígidamente entre sí las fibras de lana mineral.

Durante el paso de curado cuando se sopla el aire caliente a través de la malla para curar el aglutinante, un aglutinante como el descrito en el documento WO 99/36368 puede resultar desplazado dentro de las fibras de lana mineral, por lo que se obtiene como resultado una distribución no uniforme del aglutinante, en concreto donde se encuentra menos aglutinante en el fondo de los bloques de fibra mineral (es decir, la cara del bloque donde se sopla el aire caliente hacia el interior del producto) que en la parte superior de estos.

También se puede perder una gran cantidad de la resina durante el curado, lo que provoca emisiones indeseablemente altas y una pérdida de aglutinante alta.

Un objeto de la presente invención es mejorar esta situación.

El documento US-A-4074988 se refiere a fibras de vidrio individuales las cuales están recubiertas con una composición que incluye el producto de condensación de un anhídrido o ácido policarboxílico con una amina polifuncional.

El documento US-A-3341573 describe composiciones de un fluido hidráulico que comprende ésteres de poliamida preparados a partir de poliglicolaminas y ácidos orgánicos dicarboxílicos.

El documento EP-A-0826710 se refiere a una composición acuosa curable exenta de formaldehído que comprende un poliácido, un compuesto de hidrógeno activo que contiene al menos dos grupos de hidrógeno activos los cuales pueden ser grupos amino y un acelerador de tipo fluoroborato.

El documento EP-A-0354361 trata de poliimidas de peso molecular alto formadas por policondensación de ciertos compuestos de tipo amino y ciertos compuestos de tipo dianhídrido.

De acuerdo con un primer aspecto, se proporciona un proceso para proporcionar un aglutinante para fibras minerales, que comprende los pasos de mezclar entre sí en condiciones reactivas un anhídrido y una amina seleccionada entre βhidroxialquilaminas N-sustituidas, 3-amino-1, 2-propanediol, 2-amino-1, 3-propanediol y tris (hidroximetil) aminometano, donde se añade agua a estos una vez que se ha disuelto prácticamente todo el anhídrido y/o ha reaccionado con la amina. Por tanto, la reacción ha finalizado.

Se añade preferentemente un segundo anhídrido a la mezcla de reacción donde preferentemente se añade agua a la mezcla de reacción inmediatamente antes del segundo anhídrido o junto con él, o cuando prácticamente todo el segundo anhídrido se ha disuelto y/o ha reaccionado con la mezcla del primer anhídrido y la amina.

Más preferentemente se añade agua a la mezcla de reacción en una cantidad que la haga fácilmente bombeable.

Se conocen aglutinantes de resinas con una viscosidad baja para la lana mineral, donde el procedimiento normal

consiste en mezclar dietanolamina con agua antes de añadir cualquier anhídrido para minimizar los problemas de viscosidad/agitación y para obtener la solubilidad acuosa deseada. Sin embargo, estas resinas contienen una gran cantidad de restos monoméricos, es decir, material de partida que no ha reaccionado, y presentan las desventajas de proporcionar un aglutinante de peso molecular bajo el cual tiene un tiempo de curado prolongado. Con el fin de remediar estos prolongados tiempos de curado, a menudo es necesario utilizar una temperatura de curado mayor con los 45 problemas concomitantes de la considerable evaporación del aglutinante y de la distribución no uniforme del aglutinante causados por la temperatura de curado elevada y el tiempo de curado prolongado.

Un aglutinante obtenido de esta manera da lugar a una pérdida de aglutinante elevada, emisiones elevadas y problemas de curado.

Utilizando un proceso de acuerdo con la presente invención, se proporciona un aglutinante para adherir productos de lana mineral, donde la cantidad de restos monoméricos, es decir, material de partida que no ha reaccionado se reduce, y que tiene un peso molecular medio más elevado a la vez que se mantiene la solubilidad acuosa.

Además, los inventores han demostrado que utilizando el proceso de acuerdo con la presente invención se puede 5 reducir la cantidad de emisiones, se puede elevar el rendimiento del aglutinante, se puede acortar el tiempo de curado, a la vez que se puede mejorar la calidad del producto.

Se he teorizado que los monómeros también toman parte en la reacción de reticulación del aglutinante durante el curado, pero si esta cantidad es demasiado alta y el tiempo de curado es demasiado prolongado, la mayoría de los monómeros se evaporan.

Los inventores han demostrado que generar el aglutinante sin adición de agua desde el principio de la reacción, reduce la cantidad de monómeros que no han reaccionado e incrementa la velocidad de curado lo cual genera un aglutinante que tiene un peso molecular medio mayor.

Además, los inventores han demostrado que la pérdida de aglutinante durante el curado es menor debido a la presencia de menos monómeros que no han reaccionado, lo que provoca un rápido incremento de la viscosidad debido al menor

tiempo de curado y al mayor PM inicial. Este rápido aumento de la viscosidad dificulta que los monómeros se evaporen de la mezcla de reacción en lugar de tener tiempo para reaccionar como un componente aglutinante y participar en la reacción de reticulación. Además, debido a la mayor viscosidad del aglutinante que se puede obtener por el proceso de la presente invención, hay un menor desplazamiento del aglutinante de la lana mineral cuando se ha aplicado el aglutinante a la lana mineral y el curado está teniendo lugar.

En una realización, la amina se calienta en primer lugar hasta una temperatura de al menos 40, preferentemente al menos 50 y más preferentemente hasta aproximadamente 60 ºC, tras lo cual se añade el primer anhídrido, y a continuación se eleva la temperatura de reacción hasta al menos 70, preferentemente hasta al menos 80 y más preferentemente hasta al menos 95 ºC, temperatura a la cual se puede añadir el segundo anhídrido a la mezcla de reacción cuando prácticamente todo el primer anhídrido se ha disuelto y/o ha reaccionado.

De manera alternativa, aumentar la temperatura de reacción desde 90-95 ºC hasta 100-200 ºC da lugar a una mayor conversión de monómeros en oligómeros.

Se prefiere el intervalo de temperatura 120-170 ºC y se prefiere aún más 130-150 ºC.

La temperatura es de al menos 100 ºC, a menudo de al menos 120 ºC y preferentemente de aproximadamente 130 ºC. Normalmente es inferior a 200 ºC, preferentemente inferior a 170 ºC y más preferentemente inferior a aproximadamente

150 ºC.

Cuando la temperatura de reacción se eleva, el peso molecular medio de los oligómeros se incrementa.

La pérdida debida a la evaporación del aglutinante hecho de resina que se ha hecho reaccionar a una temperatura mayor es menor cuando se cura.

Un aglutinante producido en estas circunstancias donde se añade agua cuando se ha hecho reaccionar el primer

anhídrido, junto con el segundo anhídrido o al final de la reacción, en una cantidad que haga al aglutinante fácilmente bombeable, hace posible generar un aglutinante con un peso molecular medio mayor pero que mantiene la bombeabilidad, viscosidad y la diluibilidad en agua deseadas.

Una resina de acuerdo con la presente invención pero hecha con adición de agua desde el comienzo posee más de un 50% de monómeros de dietanolamina y ácidos policarboxílicos que no han reaccionado (los anhídridos reaccionan con agua) , menos de un 15% de amidas de una formación de amida completa y un peso molecular medio de aproximadamente 400 y un... [Seguir leyendo]

1. Un proceso para proporcionar un aglutinante para fibras minerales, que comprende los pasos de:

mezclar en condiciones reactivas un anhídrido y una amina seleccionada entre β-hidroxialquilaminas Nsustituidas, 3-amino-1, 2-propanediol, 2-amino-1, 3-propanediol y tris (hidroximetil) aminometano, donde se 5 añade agua a estos una vez que se ha disuelto prácticamente todo el anhídrido y/o ha reaccionado con la amina.

2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, donde se añade un segundo anhídrido a la mezcla de reacción.

3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 2, donde se añade agua a la mezcla de reacción cuando el primer

anhídrido ha reaccionado, inmediatamente antes del segundo anhídrido o junto con él, o cuando prácticamente 10 todo el segundo anhídrido se ha disuelto en la mezcla del primer anhídrido y la amina.

4. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde se añade agua en una cantidad que hace la mezcla de reacción fácilmente bombeable a temperatura ambiente.

5. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde la amina se calienta en primer lugar hasta una temperatura de al menos 40 ºC, preferentemente al menos 50 ºC y más

preferentemente hasta aproximadamente 60 ºC, tras lo cual se añade el primer anhídrido, y se eleva la temperatura de reacción hasta al menos aproximadamente 70 ºC, preferentemente al menos aproximadamente 95 ºC y más preferentemente hasta al menos aproximadamente 120 ºC.

6. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 5, donde la temperatura de reacción se eleva hasta al menos aproximadamente 90 ºC, preferentemente al menos 120 ºC y más preferentemente aproximadamente 130 ºC, y

es inferior a aproximadamente 200 ºC, preferentemente inferior a aproximadamente 170 ºC y más preferentemente inferior a aproximadamente 150 ºC.

7. Un proceso de acuerdo con las reivindicaciones 5 o 6 donde el segundo anhídrido se añade a la mezcla de reacción cuando prácticamente todo el primer anhídrido se ha disuelto.

8. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde el primer anhídrido es un 25 anhídrido alifático.

9. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 – 8 donde el segundo anhídrido es un anhídrido aromático.

10. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde el primer anhídrido alifático

se selecciona entre el anhídrido tetrahidroftálico, anhídrido hexahidroftálico, anhídrido metiltetrahidroftálico, 30 anhídrido succínico, anhídrido nádico, anhídrido maleico y anhídrido glutárico.

11. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 – 10 precedentes donde el segundo anhídrido aromático se selecciona entre el anhídrido ftálico, anhídrido trimelítico, dianhídrido piromelítico y anhídrido metilftálico.

12. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde la β-hidroxialquilamina N

sustituida se selecciona entre la dietanolamina, 1-metildietanolamina, 1-etildietanolamina, n-butildietanolamina, 1-metilisopropanolamina y 1-etilisopropanolamina, y preferentemente es dietanolamina.

13. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes que comprende el paso adicional de la adición de uno o más de los siguientes aditivos:

un acelerador con el fin de acelerar la velocidad de curado, aditivos de tipo resina tales como aminosiloxano para mejorar la adhesión a la superficie de la fibra, estabilizadores térmicos y frente al UV, compuestos con una superficie activa, agentes de relleno tales como arcilla, silicatos, sulfato magnésico y pigmentos tales como óxido de titanio, agentes que generan hidrofobicidad tales como compuestos fluorados, aceites, preferentemente aceites de silicona y minerales e inhibidores de la corrosión.

14. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 13, donde el acelerador se selecciona entre el ácido o las sales correspondientes del ácido fosforoso, ácido fosfórico, ácido fosfónico, ácido fosfínico, ácido cítrico, ácido adípico y β-hidroxialquilamidas.

15. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 13 o la 14, donde los aditivos se seleccionan entre mono-, di-y polisacáridos, tales como sacarosa, jarabe de glucosa, almidón modificado, almidón, urea, diciandiamida, poliglicoles, acrílicos, furfural, carboximetilcelulosa y celulosa, alcohol polivinílico y melamina.

16. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que además comprende la adición de un agente reticulante, donde el agente reticulante preferentemente comprende un polímero que contiene grupo de tipo ácido carboxílico, preferentemente en forma de ácidos poliacrílicos o ácidos polimetacrílicos.

17. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 16 donde los agentes reticulantes de tipo ácido policarboxílico se adicionan a la mezcla de reacción para estar presentes en un rango de porcentaje en peso de un 5 – 25 y preferentemente aproximadamente un 20% en peso.

18. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la relación molar de la amina respecto al primer anhídrido está comprendida en el rango de 1, 0:0, 1 – 2, 0, preferentemente 1, 0:0, 5 – 1, 5 y más preferentemente 1, 0:0, 5 – 1, 0.

19. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 18 donde la amina es dietanolamina y donde el primer anhídrido es el anhídrido tetrahidroftálico, y están presentes en la mezcla en una relación molar de 1 a 0, 5 respectivamente.

20. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 19, donde el segundo anhídrido es el anhídrido trimelítico o el anhídrido ftálico, donde el segundo anhídrido está presente en la mezcla en una relación molar menor que el primer anhídrido, preferentemente en aproximadamente la mitad de la cantidad del primer anhídrido.

21. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde se añade una base posteriormente a la mezcla de reacción, tras la adición de agua.

22. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 21, donde la base se selecciona entre NH3, dietanolamina, trietanolamina, hidróxidos alcalinos, opcionalmente mezclados con un ácido poliacrílico.

23. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 21 o la 22, donde la base en la mezcla de reacción de la resina ajusta el pH y lo eleva hasta aproximadamente 8, preferentemente para que esté comprendido en el rango de aproximadamente 6 a aproximadamente 8, y más preferentemente ajusta el pH a aproximadamente 7.

24. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde se añade un ácido, preferentemente antes de la adición del anhídrido y donde el ácido se selecciona entre: ácido adípico, ácido cítrico, ácido trimelítico, ácido sebácico, ácido azelaico y ácido succínico y es preferentemente ácido adípico.

25. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 21 – 24, donde el % en peso del ácido poliacrílico en la mezcla está comprendido en el rango de hasta un 50%, preferentemente de hasta un 25% y más preferentemente de hasta un 20%.

26. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes que además comprende el paso de añadir un silano, preferentemente en el rango de un 0, 1% -5%, más preferentemente un 0, 2% -3% y más preferentemente aproximadamente un 1% en peso de la mezcla de reacción de la resina, en peso respecto a los sólidos de la resina, donde el silano es más preferentemente gamma-aminopropiltrietoxisilano hidrolizado previamente.

27. Un aglutinante para fibras minerales, que se puede obtener de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-26 precedentes.

28. Un aglutinante para fibras minerales que se puede obtener de acuerdo con la reivindicación 2, donde la parte polimérica del aglutinante tiene un peso molecular de 2000 como máximo y un peso molecular medio comprendido en el rango de 500 – 900.

29. Un aglutinante de acuerdo con las reivindicaciones 27 o 28, que tiene un tiempo de curado a 250 ºC de aproximadamente 2 minutos como máximo, y que preferentemente está comprendido en el rango de 15 – 55, por ejemplo, 20 – 40 segundos.

30. El uso de un aglutinante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 27 – 29 para unir productos de lana mineral.