BR0116430B1 - composição aglutinante aquosa para uso na fabricação de esteiras de fibras, processo para a fabricação de uma esteira de fibras usando a composição aglutinante e esteira de fibras usando a composição aglutinante. - Google Patents
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Description
"COMPOSIÇÃO AGLUTINANTE AQUOSA PARA USO NA FABRI- CAÇÃO DE ESTEIRAS DE FIBRAS, PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE UMA ESTEIRA DE FIBRAS USANDO A COMPOSIÇÃO AGLUTINANTE E ESTEIRA DE FIBRAS USANDO A COMPOSIÇÃO AGLUTINANTE"
Campo da Invenção
A invenção se refere a uma composição de resina de uréia-formaldeído de termocura, modificada útil como agluti- nante para preparar esteiras de fibras, a esteiras de fibras preparadas utilizando a resina de uréia-formaldeído modifi- cada como aglutinante, e a um processo de preparação estei- ras utilizando o aglutinante.
Antecedentes da Invenção
Esteiras de fibras de vidro e esteiras de fibras feitas de outras fibras sintéticas estão encontrando aplica- ção crescente na indústria de materiais de construção, como por exemplo, em piso composto, em ripas de teto de asfalto, ou laterais, substituindo folhas similares tradicionalmente feitas utilizando fibras de asbesto, celulose ou madeira.
Esteiras de fibras e especialmente esteiras de fi- bras de vidro, normalmente são feitas comercialmente por um processo de via úmida, que é realizado no que pode ser visto como maquinaria de fabricação de papel modificada. Descri- ções do processo de via úmida podem ser encontradas em di- versas patentes US incluindo patentes US nos. 2.906.660, 3.012.929, 3.050.427, 3.103.461, 3.228.825, 3.760.458, 3.766.003, 3.838.995 e 3.905.067. Em geral, o processo de via úmida para fabricação de esteiras de fibras de vidro compreende primeiramente a formação de uma pasta aquosa de fibras de vidro de comprimento curto (mencionado no estado da técnica como "água branca") sob agitação em um tanque de mistura, a seguir alimentando a pasta sobre uma tela móvel na qual as fibras se emaranham em uma esteira de fibras de vidro úmida recém preparada, enquanto água em excesso é se- parada da mesma.
Ao contrário de fibras naturais como celulose ou asbesto, fibras de vidro não têm boa dispersão em água. Para superar este problema, tem sido a prática na indústria fornecer meios auxiliares de suspensão para as fibras de vi- dro. Tais meios auxiliares de suspensão ou dispersantes são normalmente materiais que aumentam a viscosidade do meio aquoso. Dispersantes adequados empregados convencionalmente no estado da técnica incluem poliacrilamidas, hidroxietil celulose, aminas etoxiladas e óxidos de amina. Outros adi- tivos como tensoativos, lubrificantes e desespumantes foram também convencionalmente adicionados à água branca. Tais agentes, por exemplo, auxiliam adicionalmente a capacidade de umedecimento e dispersão das fibras de vidro. A experi- ência mostrou que tais aditivos também influenciam freqüen- temente a resistência da esteira de fibras de vidro úmida.
A pasta de fibras depositada na tela móvel ou ci- lindro é processada em uma esteira de fibras semelhante à folha pela remoção de água, normalmente por dispositivos de sucção e/ou vácuo, e é seguida pela aplicação de um agluti- nante polimérico à esteira. Na manufatura de esteiras de fibras de vidro, um alto grau de flexibilidade e resistência à rasgadura é desejável na esteira acabada além das proprie- dades principais de elasticidade a seco e elasticidade a úmido. Uma composição aglutinante é portanto utilizada para manter unida a esteira de fibras de vidro. A composição aglutinante é impregnada diretamente na esteira fibrosa e endurecida ou curada imediatamente após para fornecer a in- tegridade desejada de esteira. A composição aglutinante é aplicada na esteira mergulhando a esteira em um excesso de suspensão ou solução aglutinante, ou impregnando a superfí- cie da esteira por meio de um aplicador de aglutinante, por exemplo, por rolo ou pulverização. O aplicador de agluti- nante principal para máquinas de esteira de vidro tem sido o revestidor de cortina de película descendente ("falling film curtain coater"). Dispositivos de sucção são freqüentemente utilizados também para remoção adicional de água e agluti- nante em excesso e para assegurar uma aplicação completa de aglutinante através da esteira de fibras de vidro. Um aglu- tinante amplamente utilizado se baseia em uma resina de uréia-formaldeído comumente fortificada com um polímero de emulsão. Resinas UF têm sido empregados porque elas são re- lativamente baratas. Além das propriedades de elasticidade da esteira que a composição aglutinante transmite para a es- teira finalmente curada, o aglutinante também funciona para melhorar a elasticidade da esteira de via úmida, não curada à medida que é transportada de sua formação inicial para dentro e através do forno de cura. Tal elasticidade pré- curada incipiente é necessária para evitar atrasos e parali- sações de processo causadas por quebras na esteira contínua. O aglutinante desse modo incorporado é termicamen- te curado, tipicamente em um forno em temperaturas elevadas. Geralmente, uma temperatura na faixa de cerca de 200 a 250°C é utilizada durante cura. Normalmente, este tratamento tér- mico individual efetuará a cura do aglutinante. Cura cata- lítica, como é realizada com adição de um catalisador ácido (por exemplo, cloreto de amônio ou ácido p-tolueno sulfôni- co) geralmente é uma alternativa menos desejável, embora op- cional.
Como as esteiras de fibras de vidro feitas com um aglutinante que consistem essencialmente em uma resina UF são freqüentemente quebradiças, ou como as propriedades de resistência das esteiras podem deteriorar de modo apreciável subsequente à sua preparação, especialmente quando as estei- ras são submetidas a condições úmidas, aglutinantes de resi- nas UF têm sido comumente modificadas por formulação da re- sina UF com reticuladores e diversos sistemas catalisadores ou pela fortificação da resina UF com uma grande quantidade de polímero de látex (emulsão), normalmente um acetato de polivinila, acrílico vinila ou estireno-butadieno. Certos látexes podem fornecer resistência à tração úmida e resis- tência a rasgadura. O uso de composições de resina de uréia-formaldeído, modificadas por látex de estireno- butadieno como um aglutinante para esteiras de fibra de vi- dro é revelado, por exemplo, nas patentes US nos. 4.258.098; 4.560.612 e 4.917.764.
A patente US 5.914.365 é dirigida a uma formulação de aglutinante para preparar esteiras de vidro. Uma formu- lação de aglutinante adesivo de esteira de fibras de uréia- formaldeído (UF) aquosa é modificada pela adição de uma quantidade menor de um copolímero de estireno-anidrido ma- léico (SMA) solúvel em água. A adição de SMA à resina ade- siva principalmente de UF é conhecida por melhorar as pro- priedades de elasticidade tanto a úmido quando seca da es- teira. Contudo, são desejadas resistências de trama úmida e resistências ã tração ainda mais elevadas.
Sumário da Invenção
A invenção é dirigida a uma composição de agluti- nante adesivo de esteira de fibras aquosa, que compreende uma resina de uréia-formaldeído (UF) de termocura. A inven- ção é mais especificamente dirigida a uma composição de aglutinante aquosa que contém como seu componente principal uma resina UF de termocura e, como um componente modifica- dor, minoritário, um aditivo que compreende (1) estireno ácido acrílico ou estireno acrilato, (2) um aduto de estire- no, anidrido maléico e um ácido acrílico ou acrilato ou (3) uma mistura física de um copolímero de estireno ácido acrí- lico ou estireno-acrilato e um copolímero de estireno- anidrido maléico. 0 aduto (2) pode ser pré-formado e a se- guir adicionado à resina UF, ou pode ser formado no local no aglutinante de resina por mistura, com a resina UF, uma mis- tura física de estireno-anidrido maléico e um monômero de acrilato.
Ά invenção também é dirigida a um processo para preparar esteiras de fibras, de preferência esteiras de fi- bras de vidro, utilizando o aglutinante, e a esteiras de fi- bras produzidas pelo método. As esteiras são úteis, por exemplo, como substratos na manufatura de ripas de teto.
Descrição Detalhada da Invenção
Como descrito na patente US 5.91.365, o acréscimo de SMA a uma resina adesiva de UF primária melhora tanto as propriedades de elasticidade a úmido quanto a seco de uma esteira de fibras. Foi descoberto que a adição extra de um acrilato ao SMA resultou inesperadamente em aperfeiçoamentos ainda maiores da elasticidade a úmido da esteira antes da cura e as propriedades de tração da esteira curada.
A invenção é desse modo dirigida ao acréscimo de uma quantidade eficaz de um aduto de estireno, anidrido ma- léico e um acrilato a um aglutinante baseado em resina de uréia-formaldeído de termocura e ao uso do aglutinante modi- ficado para preparar esteiras de fibras. As esteiras de fi- bras têm propriedades de elasticidade a úmido e a seco aper- feiçoadas em relação àquelas propriedades obtidas de acordo com a patente US 5.914.365. O aduto pode ser pré-formado e a seguir adicionado à resina UF, ou pode ser formado no Io- cal no aglutinante de resina por mistura com a resina UF, uma mistura física de estireno-anidrido maléico e um ácido acrílico ou monômero de acrilato.
Foi adicionalmente descoberto que os aperfeiçoa- mentos em resistência à tração e resistência a úmido também podem ser obtidos na ausência do anidrido maléico. Desse modo, a invenção é adicionalmente dirigida à adição de uma quantidade eficaz de um estireno ácido acrílico ou estireno acrilato a um aglutinante à base de resina de uréia- formaldeído de termocura e ao uso do aglutinante modificado para preparar esteiras de fibras.
Além disso, a invenção é dirigida à adição de uma mistura física de um copolímero de estireno-acrilato ou es- tireno ácido acrílico e um copolímero de estireno anidrido maléico a um aglutinante à base de resina UF.
O processo de formar uma esteira de fibras, e es- pecialmente uma esteira de fibras de vidro de acordo com a invenção inicia com feixes picados de fibras de vidro de comprimento e diâmetro adequados para a aplicação pretendi- da. Embora seja feita referência doravante ao uso de feixes picados de fibras de vidro, outros tipos de fibras, por exemplo, fibras minerais e fibras sintéticas e outras formas de fibras como filamentos contínuos, também podem ser utili- zados. Geralmente, fibras com um comprimento de aproximada- mente 0,635 cm a aproximadamente 7,62 cm e um diâmetro de aproximadamente 3 a 20 mícrons são utilizados para a maioria das aplicações. Cada feixe pode conter de cerca de 20 a 500, ou mais, dessas fibras. Fibras adequadas são disponí- veis comercialmente da Owens-Corning Fiberglass and John Manville.
Os feixes de fibras de vidro são adicionados a um meio dispersante aquoso para formar uma pasta aquosa, conhe- cida no estado da técnica como "água branca". A água branca contém tipicamente aproximadamente 0,5% de fibras de vidro.
Qualquer modificador de viscosidade ou dispersante, incluin- do aqueles comumente utilizados no passado, pode ser utili- zado na prática da presente invenção incluindo hidroxietil celulose, aminas etoxiladas, poliacrilamidas, óxidos de ami- na e similares. Sistemas de água branca de oxido de amina e poliacrilamida provaram ser particularmente compatíveis com a composição aglutinante da presente invenção. A quantidade de modificador de viscosidade utilizada deve ser eficaz para fornecer a viscosidade necessária para suspender as fibras de vidro na água branca como necessário para pôr em prática o método utilizado para formar a esteira de via úmida. A viscosidade da água branca está geralmente compreendida na faixa de 1 a 20 cps, de preferência 1,5 a 8 cps. A pasta de fibras é a seguir agitada para formar uma dispersão uniforme trabalhável de fibras de vidro com uma consistência adequa- da. O modificador de viscosidade também pode conter outros aditivos convencionais conhecidos no estado da técnica. Es- ses incluem meios auxiliares de dispersão, tensoativos, lu- brificantes, desespumantes e similares.
A dispersão de água/fibra é a seguir passada para uma máquina de formação de esteira que contém tipicamente uma tela de formação de esteira. A caminho até a tela, a dispersão é freqüentemente diluída adicionalmente com água até uma concentração mais baixa de fibras. As fibras são coletadas na tela na forma de uma esteira de fibras úmidas e água em excesso é removida por gravidade ou, mais freqüente- mente, por auxílio de vácuo em um modo convencional.
A composição aglutinante da invenção é então apli- cada à esteira de fibras úmidas desidratada com auxílio de vácuo ou gravidade. A aplicação da composição aglutinante pode ser realizada por qualquer meio convencional, como por mergulho da esteira em um excesso de suspensão ou solução de aglutinante, ou por revestimento da superfície de esteira com aglutinante por intermédio de um aplicador de aglutinan- te, como um revestidor de cortina ou película em descenden- te.
A resina de uréia-formaldeído (UF) de termocura utilizada como o principal componente da composição agluti- nante pode ser preparada a partir de monômeros de formaldeí- do e uréia ou de pré-condensados de UF em modos bem conheci- dos por aqueles versados no estado da técnica.
Técnicos especializados reconhecem que os reagen- tes formaldeído e uréia são comercialmente disponíveis em muitas formas. Qualquer forma que possa reagir com os ou- tros reagentes e que não introduza frações estranhas preju- diciais â reação desejada e produto de reação pode ser uti- lizada na preparação de resinas de uréia-formaldeído úteis na invenção. Uma classe especificamente útil de resinas UF para uso na preparação de aglutinantes de acordo com a pre- sente invenção é revelada na patente US 5.3 62.842, cuja re- velação é aqui incorporada como referência.
Formaldeído para preparar uma resina UF adequada é disponível em muitas formas. Paraform (formaldeído polime- rizado, sólido) e soluções de formalina (soluções aquosas de formaldeído, às vezes com metanol, em 37 por cento, 44 por cento ou 50 por cento de concentrações de formaldeído) são formas comumente utilizadas. Formaldeído também é disponí- vel como um gás. Qualquer uma dessas formas é adequada para uso na preparação de uma resina UF na prática da invenção. Tipicamente, soluções de formalina são preferidas como a fonte de formaldeído.
Similarmente, uréia é disponível em muitas formas. Uréia sólida, como cristal em forma de pelota e soluções de uréia, tipicamente soluções aquosas, são comumente disponí- veis. Além disso, a uréia pode ser combinada com outra fra- ção, mais tipicamente formaldeído e adutos de uréia- formaldeído, freqüentemente em solução aquosa. Qualquer forma de uréia ou uréia em combinação com formaldeído é ade- quada para uso na prática da invenção. Tanto cristal em forma de pelota de uréia como produtos de uréia-formaldeído combinados são preferidos, como Concentrado de Uréia- Formaldeído ou UFC 85. Esses tipos de produtos são revela- dos, por exemplo, nas patentes US 5.362.842 e 5.389.716.
Qualquer um da ampla variedade de procedimentos utilizados para reagir os componentes principais de uréia e formaldeído para formar uma composição de resina de termocu- ra UF também pode ser utilizado, como adição de monômero em estágios, adição de catalisador em estágios, controle de pH, modificação de amina e similares. Geralmente, a uréia e formaldeído são reagidos em uma razão em mol de formaldeído para uréia na faixa de aproximadamente 1,1:1 a 4:1, e mais freqüentemente em uma razão em mol F:U entre aproximadamente 1,8:1 a 3,2:1. Geralmente, a resina UF é altamente diluível em água, se não solúvel em água.
Muitas resinas de uréia-formaldeído de termocura que podem ser utilizadas na prática da presente invenção são comercialmente disponíveis. Resinas de uréia-formaldeído como os tipos vendidos por Geórgia Pacific Resins, Inc. (como GP-2928 e GP-2981) para aplicações de esteira de fibra de vidro, aqueles vendidos por Borden Chemical Co. e por Neste Resins Corporation podem ser utilizadas. Essas resi- nas são preparadas de acordo com os ensinamentos anteriores e contêm grupos metilol reativos que, na cura, formam meti- Ieno ou outras ligações. Tais adutos que contêm metilol po- dem incluir N,N-dimetilol, diidroximetiloletileno; NfN- bis(metoximetila), N,N-dimetilolpropileno; 5,5-dimetil-N,Ν- dimetilol-etileno; Ν,Ν-dimetiloletileno; e similares.
Resinas de uréia-formaldeído úteis na prática da invenção contêm geralmente 45 a 70%, e de preferência, 55 a 65% de não voláteis, têm geralmente uma viscosidade de 50 a 600 cps, de preferência 150 a 400 cps, normalmente apresen- tam um pH de 7,0 a 9,0, de preferência 7,5 a 8,5, e têm fre- qüentemente um nível de formaldeído livre não superior a aproximadamente 3,0%, e uma capacidade de diluição em água de 1:1 a 100:1, de preferência 5:1 e acima.
Os reagentes para preparar a resina UF também po- dem incluir uma pequena quantidade de modificadores de resi- na como amônia, alcanolaminas, ou poliaminas, como uma al- quil diamina primária, por exemplo etilenodiamina (EDA). Modificadores adicionais, como melamina, uréias de etileno, e aminas primária, secundária e terciária, por exemplo, di- cianodiamida, também podem ser incorporados em resinas UF utilizados na invenção. Concentrações desses modificadores na mistura reacional freqüentemente variarão de 0,05 a 20,0% em peso dos sólidos de resinas UF. Esses tipos de modifica- dores promovem resistência à hidrólise, flexibilidade do po- límero e emissões mais baixas de formaldeído na resina cura- da. Além disso adições de uréia para fins de retirar for- maldeído ou como diluente também podem ser utilizadas.
O componente modificador minoritário é um aditivo que compreende (1) estireno acrilato ou estireno ácido acrí- lico, (2) um aduto de estireno, anidrido maléico, e um ácido acrílico ou acrilato ou (3) uma mistura física de estireno ácido acrílico ou um copolímero de estireno acrilato e um copolímero de anidrido estireno maléico.
O aduto (2) pode ser pré-formado e a seguir adici- onado à resina UF, ou pode ser formado no local no agluti- nante de resina por mistura, com a resina UF, uma mistura física de estireno anidrido maléico e um monômero de acrilato.
Por exemplo, o aduto pode ser preparado combinando estireno, anidrido maléico e um acrilato ou ácido acrílico em quantidades para formar um terpolímero. A quantidade de estireno é geralmente de cerca de 50 a aproximadamente 85%, de preferência cerca de 70%. A quantidade de anidrido ma- léico é geralmente de cerca de 15 a cerca de 50%, de prefe- rência cerca de 25%. A quantidade de um acrilato ou ácido acrílico é geralmente cerca de 1 a cerca de 20%, de prefe- rência cerca de 5%.
Os constituintes do terpolímero são dissolvidos em uma solução adequada como uma solução aquosa de hidróxido de sódio, hidróxido de amônio, hidróxido de potássio ou suas combinações. De preferência cerca de 1-5% dos constituintes de terpolímero são dissolvidos na solução aquosa. A solução é aquecida, geralmente a de cerca de 70° C até aproximada- mente 90° C, e mantida até que todo terpolímero esteja em solução. A solução é então adicionada a uma resina de uréia-formaldeído.
Alternativamente, o ácido acrílico ou acrilato é combinado com anidrido maléico estireno no local com a resi- na de uréia-formaldeído. 0 resultado é um terpolímero de metacrilato de metila anidrido maléico estireno.
Qualquer acrilato ou ácido acrílico adequado pode ser utilizado como metacrilato de metila, acrilato de butila ou metacrilato. De preferência, o acrilato é metacrilato de metila (MMA).
Copolímeros de estireno-anidrido maléico (SMA) que são úteis na presente invenção são resinas conhecidas. Tais resinas são compostas de unidades alternadas de monômero de anidrido maléico e estireno, dispostas em forma aleatória, alternada ou em blocos. Copolímeros SMA adequados são des- critos na patente US 5.914.365 na coluna 5, linha 29, até coluna 6, linha 10, cuja descrição é pela presente incorpo- rada como referência em sua totalidade.
A fim de assegurar estabilidade adequada em arma- zenagem da composição de aglutinante modificada e desempenho adequado durante uso da composição de aglutinante, é impor- tante que o pH da mistura aquosa dos componentes de aduto e UF termine compreendido na faixa de cerca de 6 a 9, e mais preferivelmente entre cerca de 7 e 8,5. Um pH demasiadamen- te baixo causa cura prematura da resina de UF e incompatibi- lidade dos constituintes; um pH demasiadamente elevado re- tarda a cura da composição em aquecimento durante uso.
O aditivo compõe de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso, de preferência de cerca de 0,5 a cerca de 5 dos sólidos de mistura de aglutinante não diluída. A mistu- ra é tipicamente diluída e então aplicada com um revestidor de cortina em uma esteira. A concentração total de compo- nentes não voláteis na composição aglutinante aquosa (predo- minantemente resina de UF e sólidos de aditivo) também pode variar amplamente de acordo com a prática da presente inven- ção, porém será normalmente considerado conveniente e satis- fatório compor esta composição em concentração total de só- lidos na faixa de cerca de 5 a cerca de 4 0 por cento em peso da composição total de aglutinante aquoso. De preferência o total de sólidos é de cerca de 20 a cerca de 35% em peso, mais preferivelmente de cerca 20% em peso a cerca de 30% em peso. Como aqui utilizado, o teor de sólidos de uma compo- sição é medido pela perda de peso no aquecimento de uma pe- quena amostra, por exemplo, 1-5 gramas, da composição a aproximadamente 105°C por aproximadamente 3 horas.
O aglutinante pode ser adicionalmente modificado com borracha de estireno butadieno para flexibilidade, com álcool polivinílico, acrílico e vinil acrílico ou outro lá- tex para resistência à tração aperfeiçoada, flexibilizando aminas ou outros aditivos para produção de esteira especia- lizada .
A composição de aglutinante também pode conter uma variedade de outros aditivos conhecidos como sílica coloidal para melhorar a resistência a fogo, anti-espumantes, bioci- das, pigmentos, e similares, normalmente em pequenas propor- ções em relação aos constituintes de terpolímero e resina UF essenciais.
A quantidade de aglutinante aplicada à esteira também pode variar consideravelmente na ampla prática da presente invenção, porém serão consideradas vantajosas car- gas na faixa de cerca de 3 a cerca de 45 por cento em peso, de preferência de cerca de 10 a cerca de 40 por cento em peso, e mais comumente de cerca de 15 a cerca de 25 por cen- to em peso, da composição aglutinante não volátil com base no peso seco da esteira ligada. Para esteiras fibrosas inorgânicas, esse valor pode ser normalmente confirmado me- dindo-se a percentagem de perda em ignição (LOI) do produto de esteira de fibras.
A composição de aglutinante da presente invenção pode ser empregada com quaisquer fibras que possam ser for- madas em esteiras em qualquer modo adequado. As fibras po- dem ser orgânicas ou inorgânicas, de preferência são utili- zadas fibras inorgânicas. Fibras inorgânicas incluem, porém não são limitadas a, fibras de vidro, fibras minerais, fi- bras de grafite, fibras de metal e fibras de grafite ou vi- dro revestidas com metal. Fibras de asbesto também poderiam ser utilizadas, porém são normalmente indesejáveis por moti- vos de saúde. Fibras orgânicas incluem, porém não são limi- tadas a, fibras acrílicas, de poliamida aromática, de poli- éster, celulósica incluindo de celulose e fibras de poliole- fina. As fibras compreendem geralmente de cerca de 50 a cer- ca de 97 por cento em peso de sólidos, na esteira com base no peso seco. Fibras inorgânicas são geralmente preferidas.
A composição de aglutinante da invenção endurece ou cura em temperaturas elevadas abaixo da temperatura de decomposição dos componentes de terpolímero e resina UF. 0 endurecimento ou cura da composição de aglutinante pode ocorrer em temperaturas de cerca de 135°C a cerca de 300°C, de preferência de cerca de 13 5°C a cerca de 2 75°C. Nessas temperaturas, a composição de aglutinante curará tipicamente em períodos que variam de cerca de 1 a cerca de 60 segundos. Embora a composição de aglutinante possa curar mais rapida- mente em temperaturas mais elevadas, temperaturas excessiva- mente elevadas podem causar deterioração da composição aglu- tinante ou das fibras da esteira, que por sua vez causa de- terioração das propriedades funcionais e físicas da esteira ligada.
Após aplicação da composição aglutinante aquosa à esteira de via úmida, a esteira de fibras de vidro é desi- dratada, normalmente a vácuo, para remover solução agluti- nante em excesso. A esteira é então seca e a composição aglutinante incorporada é curada em um forno a temperaturas elevadas, geralmente a uma temperatura de pelo menos aproxi- madamente 170°C, mais tipicamente 200 a 250°C, por um perío- do de tempo suficiente para curar a resina. A proporção de tempo necessária para curar a resina é facilmente determiná- vel pelo técnico versado. 0 tratamento de calor somente é suficiente para efetuar a cura. Alternativamente, porém ge- ralmente menos desejável, pode ser utilizada a cura catalí- tica na ausência de calor, como é realizado após a adição de um catalisador ácido, por exemplo cloreto de amônio ou ácido p-tolueno sulfônico. Uma vantagem importante que foi obser- vada com relação à presente invenção é que o aglutinante da invenção transmite um grau surpreendentemente elevado de re- sistência à esteira impregnada com aglutinante, não curada, formada a úmido. A resistência da esteira assim formada é suficientemente aumentada para permitir que a operação de formação de esteira opere em velocidades de processamento significativamente mais elevadas do que foi convencionalmen- te utilizado com esteiras feitas utilizando resinas UF modi- ficadas e não modificadas por látex sem correr risco de que- bra da esteira contínua. Essa operação substancialmente me- lhora a economia da operação de formação de esteira.
O produto de esteira de vidro acabado contém ge- ralmente entre cerca de 60% e 90% em peso de fibra de vidro e entre aproximadamente 10% e 40% em peso de aglutinante cu- rado, 15-30% de aglutinante sendo mais preferível.
Os exemplos que se seguem pretendem ser apenas ilustrativos e não limitar o âmbito da invenção reivindica- da.
Exemplos
Nos exemplos que se seguem, um terpolímero de 70% de estireno (S)/25% de anidrido maléico (MA/5% de metacrila- to de metila (MMA) é dissolvido em 14% em uma solução de aproximadamente 1% de hidróxido de sódio e 1% de hidróxido de amônio. A solução é aquecida a 82°C e mantida até que todo terpolímero esteja em solução. Esta é e então adicio- nada a uma resina de uréia-formaldeído a 0,1%-10% de sólidos para aumentar a resistência de trama úmida (em níveis bai- xos) e resistência à tração (em níveis de 0,5% e acima).
Exemplo 1
As folhas de mão de esteira de vidro foram prepa- radas com fibras de vidro e aglutinantes preparados com a mesma resina UF e quantidadés variadas de SMA e de SMA e MMA como indicado na Tabela abaixo. A resina UF modificada por SMA foi preparada de acordo com a patente US 5.914.365.O SMA com MMA foi preparado como descrito acima. As quantida- des em percentagem indicam sólidos. A resina UF era GP 938D37, uma resina UF padrão. O SMA utilizado foi GP NOVACOTE 1903 e o SMA/MMA utilizado foi Bayer DMC 250. As fibras eram fibra de 1" GAF M. Água branca de óxido de ami- na foi utilizada para preparar as esteiras de vidro.
As folhas de mão de esteira de vidro foram testa- das quanto as resistências de trama úmida a fim de determi- nar o efeito do aditivo. <table>table see original document page 20</column></row><table>
Exemplo 2
As folhas de mão de esteira de vidro foram prepara- das com fibras de vidro e aglutinantes preparadas com a mesma resina UF e quantidades variadas de SMA e de SMA e MMA como indicado na Tabela abaixo. A resina UF modificada por SMA foi preparada de acordo com a patente US 5.914.365. O SMA com MMA foi preparado como descrito acima. As quantidades em percen- tagem indicam sólidos. A resina UF era GP 2 948, uma resina UF padrão, um produto de um componente com estireno anidrido maléico já adicionado. O SMA utilizado foi GP NOVACOTE 1903 e o SMA/MMA utilizado foi Bayer DMC 250. As fibras foram fibra de 1" John Manville 137. Água branca de poliacrilami- da foi utilizada para preparar as esteiras de vidro.
Retenção de elasticidade úmida-quente foi medida após uma imersão de 10 minutos a 85°c.
<table>table see original document page 20</column></row><table> Exemplo 3
As folhas de mão de esteira de vidro foram prepa- radas com fibras de vidro e aglutinantes preparados com a mesma resina UF modificada por amina e 1) látex, 2) 2,3% em peso de SMA, e 3) 2,3 % em peso de SMA/MMA como indicado na tabela abaixo. A resina da esteira de vidro UF modificada por amina com látex acrílico vinila adicionado para resis- tência à tração foi GP 888D88. A resina UF modificada por amina utilizada com SMA ou SMA/MMA foi GP2981. 0 SMA utili- zado foi GP Novacote 1903 e o SMA/MMA utilizado foi Bayer DMC 250. As fibras eram fibra de 1" Johns Manville 137. Água branca de poliacrilamida foi utilizada para preparar as esteiras de vidro.
As folhas de mão de esteira de vidro foram testa- das em relação a resistências à tração a seco para se deter- minar o efeito do aditivo. Trações a seco foram medidas em kg utilizando um Instron 1122.
<table>table see original document page 21</column></row><table>
Claims (17)
1. Composição aglutinante aquosa para uso na fa- bricação de esteiras de fibras, CARACTERIZADA por compreen- der como componente majoritário uma resina de uréia- formaldeido de termocura, e como componente minoritário um aditivo que compreende (1) um copolímero de estireno e ácido acrílico ou um copolímero de estireno e acrilato, (2) um copolímero de estireno, anidrido maléico, e um ácido acríli- co ou um copolímero de estireno, anidrido maléico e acrilato ou (3) uma mistura física de um copolímero de ácido acrílico estireno ou um copolímero estireno acrilato ou copolímero de estireno anidrido maléico.
2. Aglutinante aquoso, de acordo com a reivindica- ção 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o aditivo é estireno acrilato ou ácido acrílico estireno.
3. Aglutinante aquoso, de acordo com a reivindica- ção 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o aditivo é um copolí- mero de estireno, anidrido maléico e um ácido acrílico ou copolímero de estireno, anidrido maléico e acrilato.
4. Aglutinante aquoso, de acordo com a reivindica- ção 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o aduto compreende um terpolímero de estireno, anidrido maléico e metacrilato de metila.
5. Aglutinante aquoso, de acordo com a reivindica- ção 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o aduto compreende um terpolímero de 50% em peso a 85% em peso de estireno, de 15% em peso a 50% em peso de anidrido maléico, e de 1% em peso a 20% em peso de acrilato ou ácido acrílico.
6. Aglutinante aquoso, de acordo com a reivindica- ção 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o aduto é pré-formado e então adicionado à resina de uréia-formaldeido.
7. Aglutinante aquoso, de acordo com a reivindica- ção 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o aduto é formado in si tu na resina de uréia-formaldeido pela mistura de estire- no-anidrido maléico e um acrilato ou ácido acrílico.
8. Aglutinante aquoso, de acordo com a reivindica- ção 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o ácido acrílico ou acrilato é ácido metacrílico de metila ou metacrilato de me- tila.
9. Aglutinante aquoso de acordo com a reivindica- ção 1, CARACTERIZADO por conter de cerca de 0,1 a cerca de 10% em peso de sólidos com base no total de resina de uréia- formaldeido e sólidos aditivos.
10. Processo para fabricação de uma esteira de fi- bras, CARACTERIZADO por compreender dispersar as fibras em um meio aquoso para formar uma pasta, moldar a pasta em uma esteira de fibras úmidas, aplicar uma composição aglutinante aquosa conforme definida na reivindicação 1 à referida es- teira de fibras úmidas, e curar a composição aglutinante a uma temperatura elevada.
11. Processo, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido meio aquoso contém um dispersante selecionado do grupo que consiste em polia- crilamida, hidroxietil celulose e óxido de amina.
12. Processo para fabricação de uma esteira de fi- bras, CARACTERIZADO por compreender: dispersar as fibras em um meio aquoso para formar uma pasta, moldar a pasta em uma esteira de fibras úmida, aplicar uma composição aglutinante aquosa que compreende como componente majoritária uma resina de uréia-formaldeído de termocura e como componente minori- tário um aditivo solúvel em água que compreende (1) estireno ácido acrílico ou estireno acrilato, (2) um aduto de estire- no, anidrido maléico e um ácido acrílico ou acrilato ou (3) uma mistura física de um copolímero de estireno acrilato ou ácido acrílico estireno e um copolímero de estireno anidrido maléico à referida esteira de fibras úmida, e curar a compo- sição aglutinante a uma temperatura elevada, sendo que o a- glutinante, antes da cura, contém de 0,1 a 10% em peso de sólidos com base no total de resina de uréia-formaldeído e sólidos aditivos, e em que a referida temperatura elevada é de 135°C a 300°C.
13. Esteira de fibras com boas propriedades elás- ticas, CARACTERIZADA por compreender as referidas fibras li- gadas juntas com um aglutinante curado, o referido agluti- nante compreendendo como componente majoritário uma resina de uréia-formaldeído de termocura, e como componente minori- tário um aditivo que compreende (1) um copolímero de estire- no e ácido acrílico ou um copolímero de estireno e acrilato, (2) um copolímero de estireno, anidrido maléico, e um ácido acrílico ou um copolímero de estireno, anidrido maléico e acrilato ou (3) uma mistura física de um copolímero de ácido acrílico estireno ou um copolímero estireno acrilato ou copolímero de estireno anidrido maléico.
14. Esteira de fibras, de acordo com a reivindica- ção 13, CARACTERIZADA pelo fato de que o aglutinante, antes da cura, contém de 0,1 a 10% em peso de sólidos com base no total de resina de uréia-formaldeido e sólidos aditivos.
15. Esteira de fibras, de acordo com a reivindica- ção 13, CARACTERIZADA pelo fato de que as referidas fibras são selecionadas do grupo que consiste em fibras de vidro, fibras minerais, fibras de grafite, fibras de metal, fibras de vidro revestidas com metal, fibras de grafite revestidas com metal, fibras acrílicas, fibras de poliamida aromáticas, fibras de poliéster, fibras celulósicas e fibras de poliole- f ina.
16. Esteira de fibras, de acordo com a reivindica- ção 13, CARACTERIZADA pelo fato de que a esteira de fibras contém de 60 a 90 % em peso de fibras de vidro, e de 10 a -40% em peso do referido aglutinante.
17. Esteira de fibras, de acordo com a reivindica- ção 16, CARACTERIZADA pelo fato de que a esteira de fibras de vidro contém de 15 a 25% em peso do referido aglutinante.
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