Composición de encolado para lana mineral que incluye un azúcar no reductor y una sal metálica de ácido inorgánico, y productos aislantes obtenidos.

Composición de encolado libre de formaldehído, de compuestos nitrogenados y de ácido orgánico policarboxílico,

para productos aislantes a base de lana mineral, en particular, de roca o de vidrio, caracterizada porque comprende:

- al menos un azúcar no reductor, y

- al menos una sal metálica de ácido inorgánico elegido entre las sales de metal alcalino, de metal alcalinotérreo, de metal de transición o de metal pobre de ácido inorgánico.

Composición de encolado para lana mineral que incluye un azúcar no reductor y una sal metálica de ácido inorgánico, y productos aislantes obtenidos

La presente invención se refiere al ámbito de los productos de aislamiento, térmicos y/o acústicos, a base de lana mineral, en particular, de vidrio o de roca, y de un aglutinante libre de formaldehído.

La invención se refiere más concretamente a una composición de encolado apta para reticular para formar dicho aglutinante, que contiene al menos un azúcar no reductor y al menos una sal metálica de ácido inorgánico, el procedimiento de fabricación de productos de aislamiento térmicos y/o acústicos y los productos de aislamiento resultantes.

La fabricación de productos de aislamiento a base de lana mineral comprende generalmente una etapa de fabricación de la propia lana, que se puede emplear por distintos procedimientos, por ejemplo según la técnica conocida como de fibrado por centrifugación interna o externa.

La centrifugación interna consiste en introducir la materia en fusión (en general de vidrio o de una roca) en un dispositivo centrífugo que incluye una multitud de pequeños orificios, siendo la materia proyectada hacia la pared periférica del dispositivo bajo la acción de la fuerza centrífuga y que se escapa de la misma en forma de filamentos. A la salida del dispositivo centrífugo, los filamentos se estiran y se arrastran por una corriente gaseosa que tiene una temperatura y una velocidad elevada hacia un órgano receptor para formar una napa de fibras (o lana mineral).

La centrifugación externa consiste, por su parte, en verter la materia en fusión a la superficie periférica externa de órganos rotativos denominados rotores, de donde dicha materia se expulsa bajo la acción de la fuerza centrífuga. También se dispone de unos medios de estirado por corriente gaseosa y de recolección sobre un órgano de recepción.

Para garantizar el montaje de las fibras entre sí y permitir a la napa tener cohesión, se proyecta sobre las fibras, sobre el trayecto que va desde la salida del dispositivo centrífugo hacia el órgano receptor, una composición de encolado que contiene una resina termoendurecible. La napa de fibras revestidas del encolado se somete a un tratamiento térmico, a una temperatura generalmente superior a 1°C, con el fin de efectuar la policondensación de la resina y obtener así un producto de aislamiento térmico y/o acústico que tiene propiedades específicas, en particular, una estabilidad dimensional, una resistencia a la tracción, una recuperación de espesor después de la compresión y un color homogéneo.

La composición del encolado que se debe proyectar sobre la lana mineral se presenta generalmente en forma de una solución acuosa que contiene la resina termoendurecible y aditivos tales como un catalizador de reticulación de la resina, un silano promotor de adherencia, un aceite mineral antipolvo,... La composición de encolado se aplica la mayoría de las veces sobre las fibras por pulverización.

Las propiedades de la composición de encolado dependen en gran parte de las características de la resina. Desde el punto de vista de la aplicación, es necesario que la composición de encolado presenta una buena aptitud a la pulverización y que se pueda depositar en la superficie de las fibras con el fin de aglutinarlas de manera eficiente.

La resina debe ser estable durante un periodo de tiempo dado antes de ser utilizada para formar la composición de encolado, composición la cual se prepara generalmente en el momento del empleo mezclando la resina y los aditivos mencionados anteriormente.

A nivel reglamentario, es necesario que la resina sea considerada como no contaminante, es decir, que contenga - y que genere en la etapa de encolado o posteriormente - lo menos posible de compuestos que pueden perjudicar a la salud humana o al medio ambiente.

Las resinas termoendurecibles más generalmente utilizadas son resinas fenólicas que pertenecen a la familia de los resoles. Además, su buena aptitud para reticular en las condiciones térmicas antes citadas, estas resinas son solubles en el agua, poseen una buena afinidad para las fibras minerales, en particular, de vidrio, y son relativamente poco costosas.

Estos resoles se obtienen por condensación de fenol y formaldehído, en presencia de un catalizador básico, en una relación molar formaldehído/fenol superior a 1 de manera para favorecer la reacción entre el fenol y el formaldehído y en disminuir la tasa de fenol residual en la resina. La reacción de condensación entre el fenol y el formaldehído se opera limitando el grado de condensación de los monómeros, con el fin de evitar la formación de cadenas largas poco hidrosolubles que reducen la diluabilidad (aptitud a la dilución). En consecuencia, la resina contiene una determinada proporción de monómero que no reacciona, en particular el formaldehído cuya presencia no se desea debido a sus efectos nocivos ya conocidos.

Por esta razón, las resinas a base de resol se tratan generalmente por urea que reacciona con el formaldehído libre capturando éste en forma de condensados urea-formaldehído no volátiles. La presencia de urea en la resina aporta

por otro lado una ventaja económica determinada a causa de su bajo coste, ya que se puede introducirlo en relativamente gran cantidad sin afectar a las calidades de empleo de la resina, en particular, sin perjudicar a las propiedades mecánicas del producto final, lo que reduce notablemente el coste total de la resina.

Se observó sin embargo que, en las condiciones de temperaturas a las cuales la napa se somete para obtener la reticulación de la resina, los condensados urea-formaldehído no son estables; se descompone volviendo a formar formaldehldo y urea (a su vez degradada al menos parcialmente en amoníaco) que se liberan en la atmósfera de la

fábrica.

La reglamentación en cuanto a materia de protección del medio ambiente que se están volviendo cada vez más restrictivas obliga a los fabricantes de productos de aislamiento a buscar soluciones que permiten reducir aún más los niveles de emisiones indeseables, en particular de formaldehldo.

Se conocen algunas soluciones de sustitución de los resoles en las composiciones de encolado.

Una primera solución se basa en el empleo de un polímero de ácido carboxílico, en particular, de ácido de acrílico.

En la patente US 5.34.868, el encolado comprende un polímero policarboxílico, una B-hidroxilamida y un ácido carboxílico monomérico al menos trifuncional.

Se propusieron otras composiciones de encolado que incluyen un polímero policarboxílico, un poliol y un catalizador, pudiendo dicho catalizador ser un compuesto que contiene fósforo (patentes US 5.318.99, US 5.661.213, US 6.331.35, US 23/8978), un fluoroborato (US 5.977.232) o una cianamida, una dicianamida o una cianoguanidina (US 5.932.689).

Las composiciones de encolado a base de un polímero policarboxílico y de un poliol pueden por otro lado comprender un tensioactivo catiónico, anfótero o no iónico (US 22/18855), un agente de acoplamiento de tipo silano (US 24/2567) o una dextrina como co-aglutinante (US 25/215153).

Se describieron también las composiciones de encolado que incluyen una alcanolamina que contiene al menos dos grupos hidroxilo y un polímero policarboxílico (US 6.71.994, US 6.99.773, US 6.146.746) asociado a un copolímero (US 6.299.936).

Una segunda solución de sustitución de los resoles se basa en la asociación de un sacárido y de un ácido policarboxílico.

En la patente US 5.895.84, se describe una composición adhesiva a base de polisacáridos termoreticulables que se puede utilizar como encolado para la lana mineral. La composición contiene un polímero policarboxílico que tiene al menos dos grupos funcionales ácido carboxílico y un peso molecular al menos igual a 1, y un polisacárido que tiene un peso molecular al menos igual a 1.

En la patente WO 29/8938, la composición de encolado comprende un monosacárido y/o un polisacárido y un ácido orgánico policarboxílico de masa molar inferior a 1.

Se conoce también una composición de encolado acuosa sin formaldehído que comprende un producto de reacción de Maillard, en particular asociando un azúcar reductor, un ácido carboxílico y amoníaco (WO 27/14236). En WO 29/19232 y WO 29/19235, se propone substituir el ácido carboxílico por un precursor de ácido derivado de una sal inorgánica, en particular, una sal de amonio que presenta la ventaja suplementaria de poder sustituir total o parcialmente el amoníaco.

Estas últimas composiciones de encolado contienen sin embargo compuestos que contienen nitrógeno que son... [Seguir leyendo]

1.- Composición de encolado libre de formaldehído, de compuestos nitrogenados y de ácido orgánico policarboxílico, para productos aislantes a base de lana mineral, en particular, de roca o de vidrio, caracterizada porque comprende:

al menos un azúcar no reductor, y

al menos una sal metálica de ácido inorgánico elegido entre las sales de metal alcalino, de metal alcalinotérreo, de metal de transición o de metal pobre de ácido inorgánico.

2.- Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque el azúcar no reductor es un oligoholósido que contiene a lo sumo 1 restos sacáridos.

3.- Composición según la reivindicación 2, caracterizada porque el azúcar no reductor es un di-, tri- o tetra- pentaholósido.

4.- Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el azúcar no reductor es la trehalosa, las isotrehalosas, la sacarosa, la melecitosa, la gencianosa, la rafinosa, la erlosa, la umbeliferona, la estaquiosa o la verbascosa.

5.- Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la sal metálica de ácido inorgánico es una sal de sodio, de magnesio, de hierro, de cobalto, de níquel, de cobre, de cinc o de aluminio, preferentemente de aluminio o de cobre.

6.- Composición según la reivindicación 5, caracterizada porque la sal metálica de ácido inorgánico se elige entre los sulfatos, los cloruros, los nitratos, los fosfatos y los carbonatos, preferentemente los sulfatas y los cloruros.

7.- Composición según la reivindicación 5 ó 6, caracterizada porque la sal metálica de ácido inorgánico es el sulfato de aluminio, el sulfato de cobre, el sulfato doble de aluminio y de potasio (o alúmina de potasio) y el cloruro de aluminio, preferentemente el sulfato de aluminio y el sulfato de cobre.

8.- Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la sal metálica de ácido inorgánico representa 1 a 3% en peso del peso total de la mezcla constituida por el azúcar no reductor y la sal metálica de ácido inorgánico, preferentemente 3 a 2%, y ventajosamente 5 a 15%.

9 - Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque incluye por otro lado los aditivos que se citan a continuación en las proporciones siguientes calculadas sobre la base de 1 partes en peso de azúcar no reductor y de sal metálica de ácido inorgánico:

a 2 partes de silano,

a 2 partes de aceite, preferentemente 4 a 15 partes,

a 2 partes de glicerol, preferentemente a 1 partes,

a 5 partes de una silicona,

a 3 partes de un extendedor.

- Producto aislante acústico y/o térmico a base de lana mineral, en particular, de vidrio o de roca, encolada con la ayuda de la composición de encolado según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11.- Velo de fibras minerales, en particular, de vidrio o de roca, encoladas con la ayuda de la composición de encolado según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

12.- Procedimiento de fabricación de un producto aislante acústico y/o térmico a base de lana mineral según la reivindicación 1 o de un velo de fibras minerales según la reivindicación 11, según el cual se fabrica la lana mineral o las fibras minerales, se proyecta sobre dicha lana o dichas fibras una composición de encolado y se trata dicha lana o dichas fibras a una temperatura que permite la reticulación del encolado y la formación de un aglutinante infusible, caracterizado porque la composición de encolado comprende

al menos un azúcar no reductor, y

al menos una sal metálica de ácido inorgánico elegida entre las sales de metal alcalino, de metal alcalinotérreo, de metal de transición o de metal pobre de ácido inorgánico.