BG62251B1

BG62251B1 - Метод за получаване на продукти от минерална вата

Info

Publication number: BG62251B1
Application number: BG101844A
Authority: BG
Inventors: Mathijs J. Huijs; Jean M. Cuypers; Thor Husemoen
Original assignee: Rockwool Lapinus B.V.
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1997-08-21
Publication date: 1999-06-30
Also published as: EP0810981A1; DE69617212D1; JP3784067B2; EP0810981B2; ES2163616T5; SK112497A3; FI973410A0; AU4940496A; DE69617212T3; HU229857B1; NO321141B1; CA2213497A1; JPH11500497A; ES2163616T3; HUP9801245A3; KR19980702344A; HUP9801245A2; NO973811L; NO973811D0; CZ265297A3

Description

Изобретението се отнася до метод за получаване на продукти от минерална вата. Продуктите съгласно изобретението се използват за топлинна изолация и изолация против пожар, за защита от огън, за намаляване на шума, за регулиране увеличаването на средната якост на други материали като пластмаси и пълнители. По-специално изобретението се отнася до метод за получаване на продукти от минерална вата, при което се използва фенолформалдехидна смола като втвърдяващо се свързващо средство.

Предварителната обработка на смола на базата на фенол-формалдехидна смола е добре известно в практиката на термовтвърдяващите се свързващи вещества. Предварително обработената смола може да се използва в неполимеризирано или частично полимеризирано състояние. Предварително обработената смола се пулверизира в газов поток и след контакта с минералните влакна се наслагва върху тях и се втвърдява чрез термична обработка. В резултат на това влакната от минералната вата се свързват помежду си чрез втвърдената маса от смолата.

Фенол-формалдехидната смола се състои от фенол и формалдехид в моларно отношение 1:2.8 и повече, като например 1:6. Обикновено количеството на формалдехида е по-голямо от стехиометрично изчисленото, т.е. в отношение 1:3 до 1:5, в случай 1:3.4. Излишъкът на формалдехид дава възможност на фенолния остатък, намиращ се в газообразно състояние в газовия поток, да се отдели в околната среда след пулверизирането на предварително обработената смола и изпаряването на наличната там вода.

Предварителната обработка на смолата обикновено включва и амоняк, за да се свърже с излишното по отношение на фенола количество формалдехид и да образува амониеви съединения като например хексаметил тетраамин.

Недостатък на използването на такава формалдехидна смола и амоняксъдържащ воден разтвор е отделянето на амоняк в количества над 200 ррм.

Изобретението има за цел да отстрани този недостатък на отделяне на амоняк, което да бъде по-малко струващо в сравнение с обичайните начини за отделяне на амоняка от газовете, като например използването на скрубер. Необходимо е обаче да се изпълни изискването да не се повлияе съществено неблагоприятно на втвърдяването на фенолформалдехидната смола и да не се увеличи съществено отделянето на фенол и/или формалдехид.

Изобретението се основава на факта, че отделянето на амоняка може значително да се намали в резултат на неутрализирането на амоняка в предварително обработената смола, като се използва захарна съставка. Захарната съставка може да се добави, преди свързващото средство да бъде готово за използване, дори преди да се добави амонякът. Съгласно един от начините за предварителна обработка захараната съставка се добавя преди пулверизирането на предварително обработената смола и по този начин се избягва евентуалното неутрализиране на амоняка в резултат на реагиране на амоняка със захарната съставка, което би намалило действието му на стабилизатор на смолата. Възможно е захарната съставка да се добави при предварителната обработка на смолата. Предварително обработената смола може евентуално да стане нестабилна и неподходяща за използване като свързващо средство на минералната вата. Съгласно изобретението захарната съставка и/или амонякът се добавят към предварително обработената смола непосредствено преди нанасянето на предварително обработената смола върху минералната вата.

Оптималният начин на предварителна обработка предвижда амонякът или амониевият радикал да се добави като последна съставка точно преди нанасянето на предварително обработената смола върху минералната вата.

Следователно методът съгласно изобретението осигурява продукт на базата на минерална вата и се състои в следното:

I. Извършва се предварителна обработка на смолата, амоняка и захарта, включително и обработка с вода.

II. Получената по посочения начин заготовка се нанася върху минералната вата.

III. Минералната вата се термообработва и се получава готовият продукт.

Едно друго изпълнение включва:

I. Предварително се обработват фенолформалдехидната смола и амонякът, включи2 телно и с водна обработка.

II. Предварително обработената смола се смесва с предварително обработената захар.

III. Сместа от предварително обработена смола и предварително обработена захар се нанася върху минералната вата.

IV. Минералната вата се термообработва и се получава готов продукт.

Друго изпълнение на метода съгласно изобретението се състои в следното:

I. Предварително се обработва фенолформалдехидна смола и амоняк, включително и с водна обработка.

II. Смесване на предварително обработената смола с амоняка, включващ водна обработка.

Едно друго изпълнение на изобретението се състои в следното:

I. Получава се предварителна заготовка на фенол-формалдехидна смола чрез предварителна обработка.

II. Предварително обработената смола се смесва с предварително обработената захар и амоняка, включващо и водна обработка.

III. Сместа от предварително обработената смола и предварително обработена захар се нанася върху минералната вата.

Установено е, че е възможно по принцип предварително обработената смола и предварително обработената захар да се пулверизират поотделно и да се нанасят върху влакната в продължение на толкова време, че амонякът да може да реагира със захарта, преди да премине в газообразно състояние. За оптимално протичане на процеса обаче се препоръчва изрично обработената захар и предварително обработената смола да се смесват с амоняка непосредствено преди пулверизирането им.

Захарната съставка, обикновено предварително обработената захар, може да съдържа всяка подходяща захарна съставка, доколкото захарната съставка влиза в реакция с амоняка и не трябва съществено да пречи на действието на предварително обработената смола. Подходящи захарни съставки са алдози, кетози като монозахариди, например гликоза и фруктоза, дизахариди като захароза, малтоза, лактоза, олигозахариди като сиропи, например сироп от гликоза и сироп от фруктоза, и полизахариди, по-специално водноразтворими полизахариди като декстрин и нишесте. Установено е, че предварително обработената захар може да се състои от една или повече от тези захарни съставки. Предварително обработената захар може да бъде в твърдо състояние, но е за предпочитане да бъде разтворена във вода. Оптимално смесване е възможно с предварително обработена с вода смола.

Предварително обработената захар във воден разтвор обикновено е 1-80% тегл., за предпочитане 15-80% тегл., обикновено 3575% тегл., например 50% тегл. захар във вода. Количеството добавена предварително обработена захар по отношение на предварително обработената смола е за предпочитане такова, че захарната съставка да е в стехиометрично определено количество или в излишък по отношение на амоняка, т.е. такова количество, че отделянето на амоняк да се намали забележимо.

Количеството захарна съставка в предварително обработената захар и количеството предварително обработена захар, което ще се използва по отношение на предварително обработената смола ,съдържаща този амоняк, може да се установи чрез рутинни опити, така че отделянето на амоняка да намалее значително.

Може да се използват предварително обработена смола и предварително обработена захар и всяка от тях да съдържа равно количество смола и захар, при което е възможно оптимално смесване на двете заготовки при достатъчно ниска вискозност.

Изобретението се отнася също и до комплектовка, която се използва за получаването на продукти от минерална вата. Тази комплектовка може да се състои от контейнер с предварително обработена смола и контейнер с предварително обработена захар, така както са описани по-горе.

Продуктите от минералната вата, получени съгласно изобретението, включват скална вата, стъклена вата, шлакова вата и смес от тях. Дължината и диаметърът на влакното от минералната вата са типични и различни за различните видове минерална вата.

За подобряване на прилепването и обмазването на смолата по минералните влакна може да се добавят подходящи адхезивни и обмазващи средства като например силиконово масло и силани.

По желание заготовката от смола може да съдържа добавки за подобряване на полимераизацията, като например амиди, по-специално карбамид. По отношение на карбамида обаче е установено, че не влияе на амониевосвързващото действие на захарта съгласно изобретението, тъй като отделянето на амоняк не трябва до намалява значително.

Споменаването на други особености на метода и на комплектовката за обработване на минералната вата с използване на фенол-формалдехидна смола, при което отделянето на амоняка е намалено значително много, ще се поясни по-долу, като се посочат няколко изпълнения, които са дадени само като примери и не ограничават изобретението.

Пример 1. Извършва се обичайната предварителна обработка на смола с моларно отношение на фенол към формалдехид 1:3.4, добавя се катализатор до pH 8.6. Когато се достигне температура на реакцията над 80°С, се добавя 50% заготовка от захар на база сироп от гликоза (3% декстроза, 11% малтоза, 17% малтотрисоза и 69% олигозахариди) в съотношение 1 част на 0.77 части фенол. Когато смолата е в разредено състояние - приблизително 8 части вода на 1 част смола, се добавя карбамид в количество 1 част карбамид на 1.6 части използван фенол. Към смолата се добавя вода до 40% твърдо и се охлажда до 20°С. Следващият ден (или седмица) катализаторът се неутрализира, добавя се амонякът и след това към смолата се добавя вода до 20% твърдо. Амонякът се добавя в такова количество, че да се получи воден разтвор с концентрация 1 ч. смола на 3 ч. вода. За сравнение с конвенционалната заготовка от смола без сироп от гликоза в този случай отделянето на амоняк е снижено до 50 ррм.

Пример 2. Обичайната заготовка от смола (44% мас) съдържа 8% мас. амоняк и 12% карбамид. Тази заготовка от смола се разрежда с вода до 15% мас. и съдържа около 3% мас. амоняк. Благодарение наличието на амоняк, заготовката от смола е лесно разтворима във вода и устойчива при престояване (складиране). Освен това заготовката от смола съдържа и силиконови съставки.

Отделно се подготвя заготовка от захар на базата на сироп от гликоза (3% декстрин, 11% малтоза, 17% малтотриоза и олигозахарид 69%). Сиропът от гликоза се разрежда до 15% мас.

ч. разредена заготовка от смола и 1 ч. заготовка от захар се смесват непосредствено след пулверизация в камера за центробежно отливане, в която влакната от минералната вата се усукват по подходящ начин във въздушния поток. Сместа от заготовката на смолата и заготовката на захарта се нанася върху влакната и след втвърдяване се получават здраво залепени помежду си минерални влакна.

Когато се използва заготовка от смола или пък след разреждането й с 1 ч. вода, отделянето на амоняк достига 200 ррм. Когато обаче заготовката от смола се разреди съгласно изобретението със заготовка от захар, тогава отделянето на амоняка намалява значително и достига под 50 ррм.

Пример 3. Смолата се обработва предварително с фенол и формалдехид в моларно отношение 1:3.8 и се добавя основен катализатор до достигане на pH над 8.6. Когато температурата достигне до около 80°С, се добавя захарният разтвор. Захарният разтвор е приготвен на базата на гликозен сироп (3% декстрин, 11% малтоза, 17% малтотриоза и 69% олигозахариди). Захарният разтвор се добавя към смолата в количество 1 ч. захарен разтвор на 0.77 ч. фенол. Когато разреждането е 1 ч. смола на 8 ч. вода, добавя се карбамид - 1 ч. карбамид на 1 ч. използван фенол.

Тогава смолата се разтваря във вода до съдържание на твърдо 40% и смолата се охлажда до 20°С. Преди да се нанесе върху влакната смолата се разрежда до 20% твърдо, подаденият катализатор се неутрализира и се добавя амоняк, докато се достигне разреждане с вода, равняващо се на 1 ч. смола и 3 ч. вода. Отделянето на амоняк от продукта с минерална вата се намалява под 30 ррм.

За специалистите е ясно, че всички промени в състава на заготовката от смола и заготовката от захар са възможни дотолкова, доколкото първо двете заготовки влизат в контакт помежду си в момент, когато заготовката от смола остава стабилна, върху влакната се образува термовтвърдена свръзка от смола, а отделянето на амоняк намалява значително.

Това означава, че количествата фенол, формалдехид, захар и амоняк, които ще се използват, се подбират старателно по рутинни опити така, че съгласно изобретението отделянето на амоняк, на фенол и на формалдехид много намалява.

Claims

Патентни претенции

1. Метод за получаване на продукт на базата на минерална вата, състоящ се в:

1. Предварително обработване на фенолформалдехидна смола, съдържаща фенол и формалдехид в моларно съотношение 1:2, до 1:6, амоняк и предварителна обработка на захар, включително и обработка с вода;

II. Предварително обработеният състав се нанася върху минералната вата;

III. Минералната вата се термообработва и се образува продуктът.
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че включва:

I. Предварителна обработка на фенолформалдехидна смола и амоняк, включващо водна обработка;

II. Предварително обработената смола се смесва с предварително обработена захар;

III. Сместа от предварително обработена смола и предварително обработена захар се нанася върху минералната вата;

IV. Минералната вата се термообработва и се получава готовият продукт.
3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че се състои в:

I. Предварително обработената фенолформалдехидна смола и предварително обработената захар включва обработване с вода;

II. Предварително обработената смола се смесва с амоняк, който е бил обработен с вода;

III. Сместа от предварително обработена смола и предварително обработена захар се нанася върху минералната вата; и

IV. Минералната вата се термообработ- ва и се получава готовият продукт.
4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че се състои в следното:

I. Фенол-формалдехидната смола се об
5 работва предварително;

II. Предварително обработената фенолформалдехидна смола и предварително обработената захар се смесват с амоняк, който е бил обработен с вода;

10 III. Сместа от предварително обработена смола и предварително обработена захар се нанася върху минералната вата;

IV. Минералната вата се термообработва и се получава готовият продукт.

15 5. Метод съгласно претенции 1-4, характеризиращ се с това, че при предварителната обработка на смолата количеството на амоняка е такова, че pH да бъде над 7.
6. Метод съгласно претенции 1-5, характеризиращ се с това, че pH на предварително обработената смола е 8-11, за предпочитане 8-10 и по за предпочитане 8.5-9.5.
7. Метод съгласно претенции 1-6, характеризиращ се с това, че предварително обработената захар се състои от монозахариди, дизахариди, олигозахариди и/или полизахариди.
8. Метод съгласно претенция 7, характеризиращ се с това, че предварително обработената захар представлява гликоза, фруктоза, захароза, малтоза, сироп, меласа или декстрин.
9. Метод съгласно претенции 1-8, характеризиращ се с това, че предварително обработената захар се добавя като воден разтвор 1-80% тегл., за предпочитане 15-80% тегл.
10. Метод съгласно претенции 1-8, характеризиращ се с това, че предварително обработената захар се подава в стехиометрично количество или в излишък по отношение на амоняка.
11. Комплектовка за получаване на продукти от минерална вата съгласно претенции 1-10, характеризираща се с това, че включва контейнер, съдържащ заготовката от смола, и конетйнер, съдържащ заготовката от захар.