Composición aglutinante acuosa para fibras minerales.

Una composición aglutinante acuosa para fibras minerales que comprende un componente aglutinantehidrosoluble que se puede obtener haciendo reaccionar,

en uno o más pasos, al menos una alcanolamina con almenos un anhídrido carboxílico y al menos un componente polialquilenglicólico seleccionado entrepolialquilenglicoles, copolímeros y derivados de estos y, opcionalmente, tratando el producto de reacción conuna base.

Composición aglutinante acuosa para fibras minerales

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere una composición aglutinante acuosa sin formaldehído para fibras minerales, un 5 método para preparar un producto de fibra mineral aglutinada usando dicho aglutinante y un producto de fibra mineral que comprende fibras minerales en contacto con el aglutinante curado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los productos de fibra mineral generalmente comprenden fibras vítreas artificiales (FVA) , tales como, p. ej., fibras de vidrio, fibras cerámicas, fibras de basalto, lana de escoria, lana mineral y lana de roca, que están unidas entre sí 10 mediante un material aglutinante polimérico termoestable curado. Cuando se van a usar como productos aislantes acústicos o térmicos, las mallas de fibras minerales aglutinadas se producen, generalmente, mediante la transformación de un fundido de las materias primas adecuadas en fibras mediante un proceso convencional, por ejemplo, mediante un proceso de copa rotatoria o mediante un proceso de rotores en cascada. Las fibras son introducidas en la cámara de conformación mediante una corriente de aire y, mientras están el aire y aún calientes,

se pulveriza sobre ellas una solución del aglutinante y se depositan al azar, como una malla o una red, sobre una cinta transportadora. La malla de fibra se transfiere entonces a un horno de curado donde se sopla aire caliente a través de la malla para curar el aglutinante y unir entre sí de manera rígida las fibras minerales.

En el pasado, las resinas aglutinantes de elección eran resinas de fenol/formaldehído que podían producirse de manera económica y que podían extenderse con urea antes de su uso como aglutinantes. Sin embargo, el deseo de minimizar las emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COV) de los productos, junto con la legislación propuesta y existente referente a la reducción o eliminación de formaldehído, han llevado al desarrollo de aglutinantes sin formaldehído tales como, por ejemplo, las composiciones aglutinantes basadas en polímeros policarboxi y polioles, como las presentadas en EP-A-583086, EP-A-990727 y US-A-5.318.990.

Otro grupo de aglutinantes sin fenol/formaldehído para fibras minerales son los productos de las reacciones de adición/eliminación de anhídridos aromáticos y/o alifáticos con alcanolaminas, p. ej., como los presentados en WO 99/36368, WO 01/05725, WO 01/96460, WO 02/06178, WO 2004/007615 y WO 2006/061249. Estos aglutinantes de fibras minerales son hidrosolubles y muestran excelentes propiedades aglutinantes en términos de velocidad de curado y densidad de curado. Sin embargo, a pesar de estos hallazgos, existe una necesidad constante de identificar nuevas composiciones acuosas, que puedan curarse y sin formaldehído, adecuadas para usarlas como aglutinantes con productos de fibra mineral.

US-A-3510542 presenta resinas de alcoholes polivinílicos que están plastificadas, usando como plastificante una cantidad mínima de una sal alcanolamínica de un copolímero del anhídrido del ácido maleico y estireno esterificado con polialquilenglicol.

Una clase de productos que presentan problemas medioambientales similares, asociados con aglutinantes que contienen fenol y formaldehído convencionales, son los sustratos para el crecimiento de plantas que se basan en fibras vítreas artificiales u otros sustratos porosos; remítase, por ejemplo, a GB-A-1336426. Estos sustratos pueden,

p. ej., suministrarse en forma de placas, bloques, tapones u otros productos coherentes o en forma de granulado.

Los productos convencionales para el crecimiento de plantas generalmente comprenden un aglutinante, a menudo una resina de fenol-formaldehído o una resina de urea-formaldehído, que proporciona integridad al producto.

Después de la aplicación del aglutinante, los productos se someten a un curado a temperaturas elevadas en un horno de curado.

Es esencial que esos sustratos para el crecimiento de plantas sean capaces de absorber y retener agua y, por tanto, se requiere una cierta humectabilidad. Se ha observado, sin embargo, que las resinas de fenol-formaldehído, y en menor grado las resinas de urea-formaldehído, confieren repelencia al agua a los productos de lana mineral y, por 45 tanto, la incorporación de un agente humectante en el sustrato para el crecimiento de plantas es una práctica habitual para conseguir la humectabilidad e hidrofilicidad deseadas; remítase, por ejemplo, a WO 92/04824 y WO 01/82683. Tales agentes humectantes deben mostrar una buena compatibilidad medioambiental, en particular, baja fitotoxicidad. Además, a la vista de las condiciones de trabajo empleadas durante la producción de los sustratos para el crecimiento de plantas, los sustratos deben tener una buena estabilidad térmica y también proporcionar productos 50 con una resistencia a la compresión tanto húmeda como en seco apropiada, además de la capacidad deseada para absorber y retener agua.

Sin embargo, con el tiempo, los agentes humectantes convencionales se eliminan del sustrato para el crecimiento de plantas con los lavados, y como resultado de esto se obtiene un producto con una humectabilidad y una capacidad de retención del agua insuficientes.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

En consecuencia, es un objeto de la presente invención proporcionar una composición aglutinante acuosa que sea particularmente adecuada para adherir fibras minerales, que muestre excelentes características aglutinantes en términos de velocidad de curado y resistencia, que tenga una buena hidrosolubilidad y se pueda diluir fácilmente y que sea capaz de proporcionar productos de fibra mineral aglutinada con una emisión reducida o nula de sustancias peligrosas.

Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un producto de fibra mineral aglutinado con este tipo de composición aglutinante.

Un objeto particular de la presente invención es proporcionar un sistema aglutinante hidrófilo que sea particularmente útil para aglutinar sustratos porosos, y especialmente sustratos fibrosos, adecuados para fines agrícolas y hortícolas, por ejemplo, como un sustrato para el crecimiento de plantas. El sistema aglutinante hidrófilo no debe ser fácilmente eliminable por los lavados de los productos aglutinados con medios acuosos y ha de proporcionar productos aglutinados con un tiempo de asentamiento, una capacidad de absorción de agua y una humectabilidad a largo plazo mejorados.

Otro objeto de la presente invención es proporcionar un proceso para preparar el sistema aglutinante hidrófilo.

Otro objeto más de la presente invención es proporcionar productos de sustratos porosos aglutinados, por ejemplo,

sustratos para el crecimiento de plantas, con un tiempo de asentamiento, una capacidad de absorción de agua y una humectabilidad a largo plazo mejorados.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una composición aglutinante acuosa para fibras minerales que comprende un componente aglutinante hidrosoluble que puede ser obtenido por reacción, en uno o más pasos, de al menos una alcanolamina con al menos un anhídrido carboxílico y al menos un componente polialquilenglicólico seleccionado entre polialquilenglicoles, copolímeros y derivados de estos y, opcionalmente, por tratamiento del producto de reacción con una base.

De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para producir un producto de fibra mineral aglutinada que comprende los pasos de poner en contacto las fibras minerales o el producto de fibra mineral con una composición aglutinante acuosa como la que se define anteriormente y curar la composición aglutinante.

De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un producto de fibra mineral que comprende fibras minerales en contacto con la composición aglutinante curada definida anteriormente.

De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invención, se proporcionan sustratos porosos aglutinados, incluidos productos de sustratos para el crecimiento de plantas, que comprenden la composición aglutinante curada definida anteriormente.

DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS

La composición aglutinante acuosa sin formaldehído de acuerdo con la presente invención comprende un componente aglutinante hidrosoluble que puede ser obtenido haciendo reaccionar, en uno o más pasos, al menos una alcanolamina con al menos un anhídrido carboxílico y al menos un componente polialquilenglicólico seleccionado entre polialquilenglicoles, copolímeros y derivados de estos y, opcionalmente, tratando el producto de reacción con una base.

En una realización específica... [Seguir leyendo]

1. Una composición aglutinante acuosa para fibras minerales que comprende un componente aglutinante hidrosoluble que se puede obtener haciendo reaccionar, en uno o más pasos, al menos una alcanolamina con al

menos un anhídrido carboxílico y al menos un componente polialquilenglicólico seleccionado entre polialquilenglicoles, copolímeros y derivados de estos y, opcionalmente, tratando el producto de reacción con una base.

2. La composición aglutinante de la reivindicación 1, donde el componente polialquilenglicólico se hace reaccionar

previamente con un componente ácido (C) seleccionado entre ácidos di-y policarboxílicos y anhídridos de estos 10 para formar un éster de polialquilenglicol con funcionalidad de ácido carboxílico.

3. La composición aglutinante de la reivindicación 1, que se puede obtener de este modo:

a) haciendo reaccionar un anhídrido carboxílico (A) , con la alcanolamina y el componente polialquilenglicólico, b) haciendo reaccionar la mezcla obtenida en el paso (a) con un anhídrido carboxílico (B) , y c) opcionalmente, tratando el producto de reacción con una base.

4. La composición aglutinante de la reivindicación 1, que se puede obtener de este modo:

a) haciendo reaccionar la alcanolamina y un anhídrido carboxílico (A) , b) haciendo reaccionar la mezcla de reacción obtenida en el paso (a) con un anhídrido carboxílico (B) y el componente polialquilenglicólico, y c) opcionalmente, tratando el producto de reacción con una base.

5. La composición aglutinante de la reivindicación 4, donde, en el paso (b) , el anhídrido carboxílico (B) y el componente polialquilenglicólico se hacen reaccionar en una única etapa o en etapas consecutivas.

6. La composición aglutinante de la reivindicación 2, que se puede obtener de este modo:

a) haciendo reaccionar el componente polialquilenglicólico y un componente ácido (C) seleccionado entre ácidos di-y policarboxílicos y anhídridos de estos para formar un éster de polialquilenglicol con funcionalidad 25 de ácido carboxílico, b) haciendo reaccionar la mezcla de reacción obtenida en el paso (a) con la alcanolamina y un anhídrido carboxílico (A) , c) haciendo reaccionar la mezcla de reacción obtenida en el paso (b) con un anhídrido carboxílico (B) , y d) opcionalmente, tratando el producto de reacción con una base.

7. La composición aglutinante de la reivindicación 2, que se puede obtener de este modo:

a) haciendo reaccionar la alcanolamina con un anhídrido carboxílico (A) , b) haciendo reaccionar la mezcla de reacción obtenida en el paso (a) con un anhídrido carboxílico (B) , c) haciendo reaccionar el componente polialquilenglicólico y un componente ácido (C) seleccionado entre

ácidos di-y policarboxílicos y anhídridos de estos para formar un éster de polialquilenglicol con funcionalidad de ácido carboxílico, d) combinando las mezclas de reacción obtenidas en los pasos (b) y (c) , y e) opcionalmente, tratando el producto de reacción con una base.

8. La composición aglutinante de la reivindicación 2, que se puede obtener de este modo:

a) haciendo reaccionar la alcanolamina con un anhídrido carboxílico (A) ,

b) haciendo reaccionar la mezcla de reacción obtenida en el paso (a) con un anhídrido carboxílico (B) y un éster de polialquilenglicol con funcionalidad de ácido carboxílico obtenido haciendo reaccionar el componente polialquilenglicólico y un componente ácido (C) seleccionado entre ácidos di-y policarboxílicos y anhídridos de estos, y

c) opcionalmente, tratando el producto de reacción con una base.

9. La composición aglutinante de la reivindicación 2, que se puede obtener de este modo:

a) haciendo reaccionar un componente ácido (C) seleccionado entre ácidos di-y policarboxílicos y anhídridos de estos, con la alcanolamina y el componente polialquilenglicólico, b) haciendo reaccionar la mezcla de reacción obtenida en el paso (a) con un anhídrido carboxílico (A) , c) haciendo reaccionar la mezcla de reacción obtenida en el paso (b) con un anhídrido carboxílico (B) , y d) opcionalmente, tratando el producto de reacción con una base.

10. La composición aglutinante de cualquiera de las reivindicaciones 1-19, donde el componente polialquilenglicólico es al menos un componente seleccionado entre polietilenglicol, polipropilenglicol, polibutilenglicol, copolímeros y derivados de estos.

11. La composición aglutinante de cualquiera de las reivindicaciones 1-10, donde se ha usado glicerol junto con la alcanolamina.

12. La composición aglutinante de cualquiera de las reivindicaciones 1-11, donde la proporción de la alcanolamina,

el anhídrido carboxílico, el polialquilenglicol y los reactivos ácidos opcionales se selecciona de modo que la proporción de equivalentes de la amina y los grupos hidroxi (NH+OH) respecto a los equivalentes de los grupos carboxi (COOH) esté comprendida en el intervalo de entre alrededor de 0, 4 y 2, 0.

13. La composición aglutinante de cualquiera de las reivindicaciones 1-12, donde el componente polialquilenglicólico se usa en una cantidad de hasta el 30%, tomado como porcentaje en peso del aglutinante 15 sólido seco.

14. Un método para producir un producto de fibra mineral aglutinado que comprende los pasos de poner en contacto las fibras minerales o el producto de fibra mineral con una composición aglutinante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-13, y el curado de la composición aglutinante.

15. Un producto de fibra mineral que comprende fibras minerales en contacto con la composición aglutinante curada 20 de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-13.

16. Un sustrato poroso aglutinado que comprende un material que actúa como sustrato poroso o fibroso y una composición aglutinante curada de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-13.

17. El uso de un producto de fibra mineral de acuerdo con la reivindicación 16 o de un sustrato poroso aglutinado de

acuerdo con la reivindicación 16 con fines arquitectónicos, hortícolas y agrícolas, por ejemplo, como materiales 25 para el crecimiento de plantas o para jardines en tejados, y como materiales de aislamiento acústico o térmico.