BR112013030099B1

BR112013030099B1 - Composiqao de encolamento isenta de formaldeido para fibras,produto a base de fibras, e, processo de fabricaqao de tal produto

Info

Publication number: BR112013030099B1
Application number: BR112013030099-0A
Authority: BR
Inventors: Benoit Didier; Fabio Foti; Edouard Obert; Boris Jaffrennou
Original assignee: Saint-Gobain Isover
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2020-11-17
Also published as: WO2012168621A1; US10233115B2; AU2012266125A1; FR2975690A1; EP2714611B1; KR101990071B1; JP6092851B2; JP2014516123A; SI2714611T1; EP2714611A1; MX355548B; CN103687826B; US20150203399A1; CA2836902A1; MX2013013604A; CN103687826A; FR2975690B1; BR112013030099A2; EA201391767A1; CO6852099A2

Abstract

COMPOSIÇÃO DE ENCOLAMENTO ISENTA DE FORMALDEÍDO PARA FIBRAS, NOTADAMENTE MINERAIS, E PRODUTOS RESULTANTES. A presente invenção refere-se a uma composição de encolamento isenta formaldeído, para produtos à base de fibras, notadamente minerais como fibras de vidro ou de rocha, que compreende - pelo menos um açúcar não redutor, - pelo menos um catalisador de desidratação do açúcar não redutor, - pelo menos uma amina, - e pelo menos um composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s). Ela tem igualmente por objeto os produtos assim obtidos, notadamente isolantes térmicos e/ou acústicos à base de lã mineral e os véus de fibras minerais não tecidas, e o seu processo de fabricação.

Description

[0001] A presente invenção refere-se à área dos produtos à base de fibras, notadamente minerais, ligadas por um ligante isento formaldeído.

[0002] Mais particularmente, a invenção refere-se a produtos de isolamento térmico e/ou acústico, cujas fibras estão sob forma de lã mineral, notadamente de vidro ou de rocha.

[0003] A fabricação de produtos de isolamento à base de lã mineral compreende, geralmente, uma etapa de fabricação da própria lã, que pode ser realizada por diferentes processos, por exemplo, de acordo com a técnica conhecida de fibragem por centrifugação interna ou externa.

[0004] A centrifugação interna consiste em introduzir o material em fusão (em geral vidro ou rocha) em um dispositivo centrífugo compreendendo uma multidão de pequenos orifícios, o material sendo projetada para a parede periférica do dispositivo sob a ação da força centrífuga e escapando sob a forma de filamentos. Na saída do dispositivo centrífugo, os filamentos são estirados e arrastados por uma corrente gasosa tendo uma temperatura e uma velocidade elevadas em direção a um órgão receptor para formar uma manta de fibras (ou lã mineral).

[0005] A centrifugação externa consiste, ela mesma, em verter o material em fusão na superfície periférica externa de órgãos giratórios chamados rotores, onde o referido material é ejetado sob a ação da força centrífuga. Meios de estiramento por corrente gasosa e de coleta sobre um órgão de recepção estão previstos igualmente.

[0006] Para assegurar a montagem das fibras entre elas mesmas e permitir à manta ter a coesão, aplica-se sobre as fibras, sobre o trajeto indo da saída do dispositivo centrífugo em direção ao órgão receptor, uma composição de encolamento contendo uma resina termoendurecível. A manta de fibras revestidas com o encolamento é submetida a um tratamento térmico, a uma temperatura geralmente superior a 100°C, a fim de efetuar a policondensação da resina e obter assim um produto de isolamento térmico e/ou acústico tendo propriedades específicas, notadamente uma estabilidade dimensional, uma resistência à tração, uma retomada de espessura após compressão e uma cor homogênea.

[0007] A composição de encolamento a projetar sobre a lã mineral apresenta-se geralmente sob forma de solução aquosa contendo a resina termoendurecível e os aditivos como um catalisador de reticulação da resina, um silano promotor de aderência, um óleo mineral anti-poeira, ... A composição de encolamento geralmente é aplicada sobre as fibras por pulverização.

[0008] As propriedades da composição de encolamento dependem em grande parte das características da resina. Do ponto de vista da aplicação, é necessário que a composição de encolamento apresente uma boa aptidão à pulverização e possa depositar-se na superfície das fibras a fim de ligar as mesmas de modo eficaz.

[0009] A resina deve ser estável durante um lapso de tempos dado antes de ser utilizada para formar a composição de encolamento, a qual composição é preparada geralmente quando do emprego misturando a resina e os aditivos mencionados previamente.

[0010] No plano regulamentar, é necessário que a resina seja considerada como não poluente, ou seja, que contenha - e que gere quando da etapa de encolamento ou posteriormente - uma quantidade tão baixa como possível de compostos que possam prejudicar a saúde humana ou o meio ambiente.

[0011] As resinas termoendurecíveis, o mais correntemente possível utilizadas, são resinas fenólicas que pertencem à família dos resóis. Além da sua boa aptidão para reticular nas condições térmicas acima citadas, estas resinas são solúveis na água, possuem uma boa afinidade para as fibras minerais, notadamente de vidro, e são relativamente pouco dispendiosas.

[0012] Estes resóis são obtidos por condensação de fenol e de formaldeído, na presença de um catalisador básico, em uma razão molar formaldeído/fenol superior a 1 de modo a favorecer a reação entre o fenol e formaldeído e diminuir a taxa de fenol residual na resina. A reação de condensação entre o fenol e formaldeído é operada limitando o grau de condensação dos monômeros, a fim de evitar a formação de cadeias longas pouco hidrossolúveis que reduzem a capacidade de diluição. Consequentemente, a resina contém certa proporção de monômero que não reagiu, em particular formaldeído cuja presença não é desejada devido aos seus efeitos nocivos provados.

[0013] Por esta razão, as resinas à base de resol são tratadas geralmente pela uréia que reage com o formaldeído livre prendendo-o sob a forma de condensados de uréia-formaldeído não voláteis. A presença de uréia na resina ocasiona, além disso, uma vantagem econômica certa devido ao seu baixo custo, porque ela pode ser introduzida em quantidade relativamente elevada sem afetar as qualidades de emprego de resina, notadamente sem prejudicar as propriedades mecânicas do produto final, o que baixa notavelmente o custo total da resina.

[0014] No entanto foi observado que, nas condições de temperaturas em que a manta é submetida para obter a reticulação da resina, os condensados uréia- formaldeído não são estáveis; eles decompõem-se voltando a dar formaldeído e uréia (por sua vez degradada pelo menos parcialmente em amoníaco) que são liberados na atmosfera da fábrica.

[0015] A regulamentação em matéria de proteção do meio ambiente mais restritiva obriga os fabricantes de produtos de isolamento a procurar soluções que permitem abaixar ainda mais os níveis de emissões indesejáveis, em particular de formaldeído.

[0016] Soluções de substituição dos resóis nas composições de encolamento são conhecidas.

[0017] Uma primeira solução baseia-se no emprego de um polímero de ácido carboxílico, notadamente de ácido acrílico.

[0018] Em US 5.340.868, o encolamento compreende um polímero policarboxílico, uma β-hidroxilamida e um ácido carboxílico monomérico pelo menos trifuncional.

[0019] Outras composições de encolamento foram propostas que compreendem um polímero policarboxílico, um poliol e um catalisador, o qual catalisador pode ser um composto contendo fósforo (US 5.318.990, US 5.661.213, US 6.331.350, US 2003/0008978), um fluoroborato (US 5.977.232) ou então uma cianamida, uma dicianamida ou uma cianoguanidina (US 5.932.689).

[0020] As composições de encolamento à base de um polímero policarboxílico e poliol podem, além disso, compreender um tensoativo catiônico, anfotérico ou não iônico (US 2002/0188055), um agente de copulação de tipo silano (US 2004/0002567) ou uma dextrina como um co-ligante (US 2005/0215153).

[0021] Também foram descritas composições de encolamento que compreendem alcanolamina contendo pelo menos dois grupamentos hidroxilas e um polímero policarboxílico (US 6.071.994, US 6.099.773, US 6.146.746) associado a um copolímero (US 6.299.936).

[0022] Uma segunda solução de substituição dos resóis baseia-se na associação de um sacarídeo e um ácido policarboxílico.

[0023] Em US5.895.804, é descrita uma composição adesiva à base de polissacarídeos termorreticuláveis que pode ser utilizada como encolamento para a lã mineral. A composição contém um polímero policarboxílico tendo pelo menos dois grupos funcionais ácido carboxílico e um peso molecular pelo menos igual a 1000, e um polissacarídeo tendo um peso molecular pelo menos igual a 10000.

[0024] Em WO 2009/080938, a composição de encolamento compreende um monossacarídeo e/ou um polissacarídeo e um ácido orgânico policarboxílico de massa molar inferior a 1000.

[0025] Conhece-se igualmente uma composição de encolamento aquosa sem formaldeído que compreende um produto de reação de Maillard, em particular associando um açúcar redutor, um ácido carboxílico e o amoníaco (WO 2007/014236). Em WO 2009/019232 e WO 2009/019235, propõe-se substituir o ácido carboxílico por um precursor de ácido derivado de um sal inorgânico, notadamente um sal de amónio que apresenta a vantagem suplementar de poder substituir a totalidade ou parte do amoníaco.

[0026] Em WO 201 1 /019590 e WO 201 1 /019597, é descrito uma esteira isolante à base de fibras de vidro utilizável em telhados (“roofing"). As fibras são ligadas por uma composição de encolamento que compreende um sal de ácido inorgânico e um aldeído ou uma cetona. O sal de ácido inorgânico é obtido por reação de um ácido inorgânico e amoníaco ou de uma poliamina.

[0027] Em WO 201 1 Z019593 e WO 201 1 /019598, a esteira isolante acima citada é obtida a partir de uma composição de encolamento que compreende uma amino-amida e um aldeído ou uma cetona. A amino-amida é obtida por reação de uma amina primária ou secundária polifuncional e de um reagente saturado ou não saturado como um ácido carboxílico, um anidrido de ácido ou um derivado (éster ou um sal) destes compostos.

[0028] Existe uma necessidade de dispor de novas composições de encolamento sem formaldeído que permitem fabricar produtos à base de fibras, notadamente minerais, podendo ser utilizados como isolantes acústicos e/ou térmicos.

[0029] A presente invenção tem por objetivo propor uma alternativa às composições de encolamento sem formaldeído para fibras, notadamente minerais, em particular se apresentando sob a forma de lã de vidro ou de rocha.

[0030] Este objetivo é atingido pela composição de encolamento de acordo com a invenção que compreende: - pelo menos um açúcar não redutor, - pelo menos catalisador de desidratação do açúcar não redutor, - pelo menos uma amina, - e pelo menos um composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s).

[0031] A expressão “açúcar não redutor” deve ser entendida ao sentido convencional, notadamente em que ela se refere a um açúcar constituído das várias unidades sacarídicas, duas ou mais, cujo carbono 1 portador do grupo OH hemiacetálico é incluído em uma ligação. O açúcar não redutor não contém grupo aldeído ou cetona.

[0032] O açúcar não redutor de acordo com a presente invenção é um oligo- holosídeo não redutor que contem, no máximo, 10 unidades sacarídicas.

[0033] A título de exemplos de tais açúcares não redutores, pode-se citar os di- holosídeos como trealose, as isotrealoses, a sacarose e as isosacaroses (“isosucroses" em inglês), os tri-holosídeos como a melezitose, a gentianose, a rafinose, a erlose e a umbeliferose, as tetra-holosídeos como a estaquiose, e os penta-holosídeos como a verbascose.

[0034] Prefere-se a sacarose e a trealose, e melhor ainda a sacarose.

[0035] O catalisador de desidratação do açúcar não redutor deve permitir a formação de um sistema contendo pelo menos duas ligações etilênicas conjugadas. O produto de desidratação formado contem compostos insolúveis que reagem com a função não saturada do composto obtido por reação entre a amina e o composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s).

[0036] O catalisador que convém para esse efeito pode ser um sal metálico de ácido inorgânico, um sal de amónio de ácido inorgânico ou uma mistura destes sais.

[0037] O sal metálico de ácido inorgânico é escolhido entre os sais de metal alcalino, de metal alcalino-terroso, de metal de transição ou de metal pobre de ácido inorgânico. Preferivelmente, trata-se de um sal de sódio, de magnésio, de ferro, de cobalto, de níquel, de cobre, de zinco ou de alumínio, vantajosamente, de cobre, de ferro" ou de alumínio.

[0038] O sal metálico de ácido inorgânico é escolhido vantajosamente entre os sulfatos, os cloretos, os nitratos, os fosfatos e os carbonatos, e melhor ainda entre sulfatos e cloretos.

[0039] Prefere-se o sulfato de cobre, o sulfato de ferro", o sulfato de alumínio, o sulfato duplo de alumínio e de potássio (ou alume de potássio) e o cloreto de alumínio, em particular o sulfato de cobre e o sulfato de alumínio.

[0040] O sal de amónio de ácido inorgânico é escolhido entre os sulfatos de amónio, notadamente o hidrogenossulfato de amónio NH4HSO4 e o sulfato de amónio (NH4)2SO4, os fosfatos de amónio, notadamente o fosfato monoamônico NH4H2PO4, o fosfato diamônico (NH4)2HPO4 e o fosfato de amónio (NH4)3PO4, os nitratos de amónio, e os carbonatos de amónio, notadamente bicarbonato de amónio NH4HCO3 e carbonato de amónio (NH)2CO3.

[0041] O sal de amónio de ácido inorgânico preferivelmente é escolhido entre os sulfatos e os fosfatos, vantajosamente os sulfatos.

[0042] Na composição de encolamento, a quantidade de catalisador de desidratação do açúcar não redutor representa 1 a 30% do peso do açúcar não redutor, preferivelmente 5 a 25%, e vantajosamente 10 a 20%.

[0043] A amina de acordo com a invenção responde à fórmula (I) seguinte:

em que R é igual H, OH, NHRi ou - NRi, A representa um grupamento alquileno, arilalquileno, arileno ou alquilarileno, eventualmente ramificado, um grupamento -CO- ou um grupamento de fórmula (II) seguinte:

em que X é igual a -O- ou -NR2- com R2 é igual a H, -(CH2)z-NH2 ou um grupamento bivalente -(CH2)t- que forma com um átomo de nitrogênio vizinho um anel a 6 átomos, x, y, z e t variam de 1 a 5, preferivelmente x = y = z = t = 2né igual a 1, 2, 3 ou 4, Ri é um átomo de hidrogênio ou um grupamento hidroxialquila em C1-C5, preferivelmente hidroxietila.

[0044] A título de exemplos de tais aminas, pode-se citar a monoetanolamina, a dietanolamina, a uréia, a dietilenotriamina (DETA), a trietilenotetramina (TETA), a tetraetilenopentamina (TEPA), a pentaetilenohexamina (PEHA), a aminoetiltrietilenotetramina (AETETA), a N"-(aminoetil) tetraetileno-pentamina e a N’ (aminoetil) - tetraetileno-pentamina (AETEPA), a bis (piperazina) etileno (BISPIP), 0 aminoetilpiperazinaetiletilenodiamina (AEPEEDA), a piperazinaetildietilenotriamina (PEDETA), a aminoetil-piperazinaetildietileno triamina (AEPEDETA), a piperazinaetiltrietileno-tetramina (PETETA), a tris- (aminoetil) aminoetilpiperazina (TRISAEAEP) e a piperazinaetilaminoetil-dietilenotriamina (PEAEDETA).

[0045] Preferivelmente, a amina é a uréia, a dietilenotriamina (DETA), a trietilenotetramina (TETA), a tetraetilenopentamina (TEPA) e as misturas de aminas acima citadas nas quais a TEPA é majoritária, e vantajosamente a TEPA e as misturas acima citadas.

[0046] Por “composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s)” entende-se um composto contendo pelo menos um sistema de fórmula (III) seguinte:

[0047] O composto com insaturação(ões) responde à fórmula (IV) seguinte:

em que Ra representa um átomo de hidrogênio, um grupamento alquila em C1-C5, preferivelmente C1-C2, um grupamento hidroxila ou em um grupamento alcóxi em C1-C5, preferivelmente C1-C2, R4 e Rs, idênticos ou diferentes, representam um átomo de hidrogênio, um grupamento alquila em C1-C5, preferivelmente C1-C2, ou um grupamento -CO-R3, Re representa um átomo de hidrogênio ou uma cadeia hidrocarboneto podendo conter um ou vários heteroátomos, notadamente O, S, N e P, em particular um radical carboxialquileno em C2-C5, preferivelmente C2.

[0048] O composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s) reage com os compostos insolúveis citados previamente que contêm pelo menos duas ligações etilênicas conjugadas.

[0049] Os compostos com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s) particularmente preferidos são o ácido acrílico, o ácido metacrílico, o ácido crotônico, o ácido fumárico, o ácido maleico, o ácido citracônico, o ácido itacônico e os anidridos destes ácidos.

[0050] A quantidade de amina na composição é tal que a razão molar do composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s) ao amina varia de 1 a 3,5, preferivelmente 1,5 3 e vantajosamente 2 a 2,5.

[0051] Da mesma maneira, a quantidade de composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s) na composição é tal que a razão molar do composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s) para a soma das unidades sacarídicas constitutivas do açúcar não redutor varia de 0,05 a 1,5, preferivelmente 0,1 a 1,3 e vantajosamente 0,2 a 1,1. No caso presente, toma-se ramo massa molar de cada unidade sacarídica a massa molar da ose correspondente.

[0052] A composição de encolamento pode compreender além dos compostos mencionados, os aditivos convencionais seguintes nas proporções seguintes calculadas com base em 100 partes em peso de açúcar não redutor, de catalisador de desidratação do açúcar não redutor, da amina e do composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s): - 0 a 2 partes silano, em particular um aminossilano, - 0 a 20 partes de óleo, preferivelmente 4 a 15 partes, - 0 a 5 partes de um silicone, - 0 a 30 partes de um “extensor”.

[0053] O papel dos aditivos é conhecido e brevemente lembrado: silano é um agente de copulação entre as fibras e o ligante, que desempenha igualmente o papel de agente antienvelhecimento; os óleos são agentes anti-poeira e hidrofóbicos; o silicone é um agente hidrofóbico tendo por função reduzir a absorção de água pelo produto de isolamento ; o “extensor” é uma carga orgânica ou inorgânica, solúvel ou dispersável na composição de encolamento que permite notadamente diminuir o custo da composição de encolamento. Os compostos portando uma ou várias funções aldeído livres, notadamente os açúcares redutores, não fazem parte dos extensores.

[0054] A composição de encolamento apresenta um pH que varia de acordo com a natureza do catalisador de desidratação e do composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s) utilizados, mas em geral é, no máximo, igual a 9 e vantajosamente varia de 3 a 7.

[0055] As composições cujo pH é pelo menos igual a 4 são utilizadas vantajosamente para encolamento de lã de rocha.

[0056] Os diferentes constituintes presentes na composição de encolamento reagem sob o efeito do calor para formar uma rede polimérica que constitui o ligante final. Quando a temperatura aumenta, o catalisador induz uma desidratação do açúcar não redutor que se traduz no aparecimento de pelo menos duas ligações etilênicas conjugadas, estas ligações reagindo com os outros constituintes da composição de encolamento, notadamente com o composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s). Sem ser limitado por qualquer teoria científica, os inventores pensam que a rede polimérica é formada a partir de um composto insolúvel procedente da reação do açúcar não redutor e do catalisador, este composto insolúvel tendo pelo menos duas ligações etilênicas conjugadas que reagem com a função não saturada do produto de reação da amina e do composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s), notadamente o ácido ou o anidrido descrito previamente. Os inventores pensam também que a reação de reticulação prossegue de acordo com um mecanismo diferente do descrito na arte anterior (WO 201 1/019598) que requer a presença de um grupo aldeído ou cetona. Obtém-se assim uma reticulação da rede polimérica que permite estabelecer ligações entre as fibras minerais, em particular a nível dos pontos de junção das fibras na lã mineral, que confere ao produto final certa “elasticidade” apropriada para assegurar notadamente uma boa retomada em espessura após a retirada da embalagem do produto.

[0057] A composição de encolamento de acordo com a invenção é destinada a ser aplicada sobre fibras que podem ser minerais ou orgânicas, ou ainda sobre uma mistura de fibras minerais e orgânicas.

[0058] Como já indicado, as fibras minerais podem ser fibras de vidro, notadamente de vidro E, C, R ou AR (álcali-resistente), ou fibras de rocha, notadamente de basalto (ou wolastonita). Estas fibras podem ainda ser fibras contendo mais de 96% em peso de sílica e fibras de cerâmica à base de, pelo menos, um óxido, um nitreto ou um carboneto de metal ou metalóide, ou de uma mistura destes compostos, em particular pelo menos um óxido, um nitreto ou um carboneto de alumínio, de zircônio, de titânio, de boro ou de ítrio.

[0059] As fibras orgânicas podem ser fibras sintéticas ou fibras naturais.

[0060] A título de exemplos de fibras sintéticos, podem-se citar as fibras à base de olefina como o polietileno e o polipropileno, politereftalato de alquileno como o politereftalato de etileno, ou de um poliéster.

[0061] A título de exemplos de fibras naturais, podem-se citar as fibras vegetais, notadamente de madeiras, celulose, algodão, coco, sisal, cânhamo ou linho, e as fibras animais, notadamente a lã.

[0062] Como já mencionado, a composição de encolamento é mais particularmente utilizada como composição de encolamento para produtos de isolamento térmico e/ou acústico à base de lã mineral.

[0063] De modo clássico, a composição de encolamento é aplicada sobre as fibras minerais na saída do dispositivo de fibragem e antes da sua coleta sobre o órgão receptor sob a forma de uma manta de fibras que é tratada depois a uma temperatura permitindo a reticulação do encolamento e a formação de uma ligante não fundível. A reticulação do encolamento de acordo com a invenção é feita a uma temperatura da ordem de 100 a 200°C, geralmente a uma temperatura comparável à de uma resina formofenólica clássica, notadamente superior ou igual a 110°C, preferivelmente inferior ou igual a 170°C.

[0064] Os produtos à base de fibras encoladas com a ajuda da composição, notadamente os produtos isolantes acústicos e/ou térmicos obtidos a partir destas fibras encoladas, constituem também um objeto da presente invenção.

[0065] Estes produtos apresentam-se geralmente sob forma de alcochoado, feltro, painéis, blocos, invólucros ou outras formas moldadas à base de lã mineral, de vidro ou de rocha.

[0066] A composição de encolamento pode também ser utilizada para fabricar véus (também chamados “não tecidos” ou “panos não tecidos”) e tecidos revestidos ou impregnados, em particular à base de fibras minerais como fibras de vidro ou de rocha.

[0067] Os véus de fibras minerais encontram seu uso notadamente como revestimento de superfície de produtos de isolamento térmico e/ou acústico à base de lã mineral ou espuma.

[0068] A invenção tem ainda por objeto um processo de fabricação de um produto isolante térmico e/ou acústico à base de lã mineral ou de um véu de fibras minerais segundo a qual se fabrica a lã mineral ou as fibras minerais, aplica-se sobre a referida lã ou as referidas fibras uma composição de acordo com a invenção e trata-se a referida lã ou as referidas fibras a uma temperatura permitindo a reticulação do encolamento e a formação de uma ligante não fundível, por exemplo, nas condições térmicas descritas previamente.

[0069] A aplicação do encolamento pode ser efetuada por qualquer meio adequado, por exemplo, por projeção, pulverização, atomização, revestimento ou impregnação.

[0070] Os exemplos seguintes permitem ilustrar a invenção sem, contudo, limitar a mesma.

[0071] Nestes exemplos, são medidas: - a temperatura de início de reticulação (TR) pelo método Dynamic Mechanical Analysis (DMA) que permite caracterizar o comportamento viscoelástico de um material polimérico. Procede-se do seguinte modo: uma amostra de papel Whatmann é impregnada com a composição de encolamento (teor em materiais sólidos orgânicos da ordem de 30%) depois é fixada horizontalmente entre duas lâminas. Um elemento oscilante munido de um dispositivo de medida da tensão em função da deformação aplicada é disposto sobre a face superior da amostra. O dispositivo permite calcular o módulo de elasticidade E'. A amostra é aquecida a uma temperatura que varia de 20 a 250°C na velocidade de 4°C/min. A partir das medições, estabelece-se a curva de variação do módulo de elasticidade E' (em MPa) em função da temperatura (em °C) cuja taxa geral é dado na Figura 1. Determina-se sobre a curva o valor de temperatura, em °C, de início de reticulação (TR). - a resistência à tração de acordo com a norma ASTM C 686-71 T sobre uma amostra recortada por estampagem no produto isolante. A amostra o formato de uma tora de 122 mm de comprimento, 46 mm de largura, um raio de curvatura do corte da borda externa igual a 38 mm e um raio de curvatura do corte da borda interna igual a 12,5 mm.

[0072] A amostra é disposta entre dois mandris cilíndricos de uma máquina de ensaios dos quais um é móvel e desloca-se a velocidade constante. Mede-se a força de ruptura F (em Newton) da amostra e calcula-se a resistência em tração RT definida pela relação da força de ruptura F para a massa da amostra (N/g).

[0073] A resistência em tração é medida após a fabricação (resistência em tração inicial) e após um envelhecimento acelerado em uma autoclave a uma temperatura de 105°C sob 100% de umidade relativa durante 15 minutos (RT15). - a espessura inicial do produto de isolamento e a espessura após 1 hora e 30 dias sob compressão com uma taxa de compressão (definida como sendo a relação da espessura nominal para a espessura sob compressão) igual a 4,8/1. As medidas de espessura permitem avaliar o comportamento dimensional do produto, - o coeficiente de condutividade térmico À de acordo com a norma EN 13162, expresso em W/(m x K), - a resistência ao rasgamento é medida de acordo com a norma NF EN 1607, expressa em kPa, - a resistência a compressão é medida com a norma EN 826, expressa em kPa.

EXEMPLOS 1 A 11

[0074] Preparam-se as composições de encolamento compreendendo os constituintes que figuram na tabela 1 expressos em partes ponderais. a) mistura-se previamente o composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s) e a amina em um primeiro recipiente, e deixa-se a mistura a uma temperatura da ordem de 20 a 25°C durante 15 minutos. b) as composições de encolamento são preparadas introduzindo, em um segundo recipiente contendo água, o açúcar não redutor, o catalisador de desidratação e a mistura obtida sob a) sob agitação até a dissolução completa dos constituintes.

[0075] Indicam-se igualmente na tabela 1 os desempenhos de uma composição de encolamento contendo 82 partes em peso de uma resina fenol-formaldeído- monoetanolamina (exemplo 1 de WO 2008/043960) e 20 partes em peso de uréia (Ref.).

[0076] Os exemplos 4, 6 e 9 apresentam temperaturas de início de reticulação mais baixas que a referência. As temperaturas de início de reticulação as mais elevadas (exemplos 1,7 e 8) permanecem, contudo, aceitáveis.

[0077] O sulfato de amónio (exemplo 9) permite reduzir a temperatura de início de reticulação de maneira mais eficaz que o sulfato de cobre (exemplo 1), de alumínio (exemplo 7) ou de ferro" (exemplo 8).

EXEMPLOS 12 A 18

[0078] Estes exemplos ilustram a fabricação de produtos isolantes sobre uma linha industrial.

[0079] Utilizam-se as composições de encolamento dos exemplos 1 a 3 e 8 bem como o encolamento de referência (Ref.) para formar os produtos à base de lã mineral apresentando uma densidade nominal igual a 17,5 kg/m3 e uma espessura igual a 75 mm. O teor de ligante (encolamento reticulado) representa 4,7% em peso do produto.

[0080] Utiliza-se igualmente composições de encolamento 4M e 6M tendo a composição dada respectivamente nos exemplos 4 e 6 modificada pelo fato de que o sulfato de cobre é substituído pelo sulfato de amónio.

[0081] Fabrica-se a lã de vidro sobre uma linha piloto pela técnica da centrifugação interna em que a composição de vidro derretido é transformada em fibras por meio de uma ferramenta designado base de apoio de centrifugação, compreendendo um cesto que forma câmara de recepção da composição derretida e uma faixa periférica furada com uma multidão de orifícios: a base é movimentada em rotação em torno do seu eixo de simetria disposto verticalmente, a composição é ejetada através dos orifícios sob o efeito da força centrífuga e o material que escapa dos orifícios é estirado em fibras com a assistência de uma corrente de gases de estiramento.

[0082] De modo clássico, uma coroa de pulverização de encolamento é disposta abaixo da base de apoio de fibragem de modo a repartir regularmente a composição de encolamento sobre a lã de vidro que acabou de ser formada.

[0083] A lã mineral assim encolada é coletada sobre um transportador de faixa de 2,4 m de largura, equipado com caixas de aspiração internos que retêm a lã mineral sob a forma de uma manta na superfície do transportador. A manta passa em contínuo em uma estufa mantida a 270°C onde os constituintes do encolamento polimerizam para formar um ligante. A quantidade de ligante representa 4,7% em peso do produto isolante final.

[0084] As propriedades dos produtos de isolamento figuram na tabela 2.

[0085] Os produtos que utilizam o sulfato de amónio (exemplos 16 e 17) possuem as melhores propriedades.

[0086] O produto do exemplo 16 é comparável ao da referência.

EXEMPLOS 19 A 23

[0087] Estes exemplos ilustram a fabricação dos outros produtos isolantes sobre uma linha piloto.

[0088] Utilizam-se as composições de encolamento dos exemplos 4 a 6 e 4M bem ramo de encolamento de referência (Ref.) para formar produtos apresentando uma densidade nominal igual a 10,6 kg/m3 e uma espessura de 144 mm. O teor de ligante (encolamento reticulado) representa 4,7% em peso do produto.

[0089] A lã mineral é obtida nas condições descritas nos exemplos 12 a 18 modificados pelo fato de que a lã mineral encolada é recortada antes de ser introduzida em uma estufa a 210°C durante 5 minutos, depois a lã mineral é colocada de novo na estufa, após ter sido dobrada sobre ela mesma, durante 5 minutos suplementares.

[0090] As propriedades dos produtos de isolamento figuram na tabela 3, seguinte. TABELA 3

n. d. : não determinado

[0091] O produto utilizando o sulfato de amónio (exemplo 22) tem as melhores propriedades que o utilizando o sulfato de cobre (exemplo 19).

EXEMPLOS 24 E 25

[0092] Estes exemplos ilustram a fabricação de produtos isolantes à base de lã de rocha sobre uma linha industrial.

[0093] Fabrica-se o produto de isolamento pela técnica dita de centrifugação livre em que a rocha no estado derretido é conduzida à periferia de rodas de centrifugação (três ou quatro) e acionada por estas rodas de modo que uma parte da rocha derretida se destaque e seja transformada em fibras sob o efeito da força centrífuga. A parte restante, não transformado é retornada para outra roda ou após a última roda cai sob a forma de grânulo. Uma corrente de ar na periferia das rodas de centrifugação permite auxiliar a formação das fibras por um efeito de estiramento, carregando o material de fibra e separando o mesmo do material sem fibra (grânulo) e encaminhando o material de fibra para uma correia sem fim munida de caixas de aspiração que transporta as fibras à jusante da linha para um formador de manda, uma estufa de polimerização da composição de encolamento e o acondicionamento do produto.

[0094] O produto final tem uma densidade igual a 90 kg/m3, uma espessura igual 17/18 a 52 mm e um teor de ligante que representa 2,5% do produto.

[0095] O produto do exemplo 23 utiliza a composição de encolamento de acordo com o exemplo 4 e a do exemplo 24 utiliza a composição de referência (Ref.).

[0096] As propriedades dos produtos de isolamento são dadas a seguir:

TABELA 1

<1> comercializado por Hunstman (mistura TEPA (majoritário), AETETA, AEPEEDA, PEDETA e BISPIP) (2) teor em matérias sólidos: 30% n.d.: não determinado TABELA 2

Claims

1. Composição de encolamento isenta de formaldeído para fibras caracterizada pelo fato de compreender: - pelo menos um açúcar não redutor, - pelo menos um catalisador de desidratação do açúcar não redutor selecionado a partir do grupo consistindo em um sulfato de um metal de transição, um sulfato de um metal pobre, um sulfato de amónio e qualquer mistura dos mesmos, - pelo menos uma amina, - e pelo menos um composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s) que corresponde à fórmula seguinte (IV):

em que R3 representa um átomo de hidrogênio, um grupamento alquila Ci- CÕ, um grupamento hidroxila ou um grupamento alcóxi C1-C5 R4 e Rs, que são idênticos ou diferentes, representam um átomo de hidrogênio, um grupamento alquila C1-C5 ou um grupamento -CO-R3 Re representa um átomo de hidrogênio ou uma cadeia hidrocarboneto podendo conter um ou vários heteroátomos, notadamente O, S, N e P, em particular um radical carboxialquileno em C2-C5.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o açúcar não redutor é um oligo-holosídeo que contém, no máximo, 10 unidades sacarídicas.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que 0 açúcar não redutor é um di-, tri-, tetra- ou penta-holosídeo.

4. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o açúcar não redutor é a trealose, as isotrealoses, a sacarose, a melezitose, a gentianose, a rafinose, a erlose, a umbeliferose, a estaquiose ou a verbascose.

5. Composição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o açúcar não redutor é a sacarose.

6. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a quantidade de catalisador de desidratação do açúcar não redutor representa 1 a 30% do peso do açúcar não redutor.

7. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que a amina corresponde à fórmula (I) seguinte:

em que: R é igual H, OH, NHRi ou - NRi, A representa um grupamento alquileno, arilalquileno, arileno ou alquilarileno, eventualmente ramificado, um grupamento -CO- ou um grupamento de fórmula (II) seguinte:

em que: X é igual -O- ou -NR2- com R2 igual a H, -(CH2)z-NH2 ou um grupamento bivalente -(CH2)t- que forma com um átomo de nitrogênio vizinho um anel com 6 átomos, x, y, z e t variam de 1 a 5, n é igual a 1,2, 3 ou 4, Ri é um átomo de hidrogênio ou um grupamento hidroxialquila C1-C5.

8. Composição, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a amina é a monoetanolamina, dietanolamina, a uréia, a dietilenotriamina (DETA), a trietilenotetramina (TETA), a tetraetilenopentamina (TEPA), a pentaetilenohexamina (PEHA), aminoetiltrietilenotetramina (AETETA), a N"- (aminoetil)tetraetilenopentamina e a N’-(aminoetil) tetraetilenopentamina (AETEPA), a bis-(piperazina) etileno (BISPIP), a aminoetilpiperazina-etiletilenodiamina (AEPEEDA), a piperazinaetildietilenotriamina (PEDETA), a aminoetil- piperazinaetildietilenotriamina (AEPEDETA), piperazinaetiltrietileno-tetramina (PETETA), as tris-(aminoetil)-aminoetilpiperazina (TRISAEAEP) e a piperazinaetilaminoetil-dietilenotriamina (PEAEDETA).

9. Composição, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a amina é uréia, a dietilenotriamina (DETA), a trietilenotetramina (TETA), a tetraetilenopentamina (TEPA) e as misturas de aminas acima citadas nas quais a TEPA é majoritária.

10. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s) é selecionado dentre ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotônico, ácido fumárico, ácido maleico, ácido citracônico, ácido itacônico e anidridos destes ácidos.

11. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que a quantidade de amina na composição é tal que a razão molar do composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s) para a amina varia de 1 a 3,5.

12. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que a quantidade de composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s) na composição é tal que a razão molar do composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s) para a soma das unidades sacarídicas constitutivas do açúcar não redutor varia de 0,05 a 1,5.

13. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de compreender, adicionalmente, os aditivos seguintes, nas proporções seguintes, calculadas com base em 100 partes em peso de açúcar não redutor, de catalisador de desidratação do açúcar não redutor, da amina e do composto com insaturação(ões) etilênica(s) ativada(s): - 0 a 2 partes de silano, - 0 a 20 partes de óleo, - 0 a 5 partes de um silicone, - 0 a 30 partes de um “extensor”.

14. Produto à base de fibras, caracterizado pelo fato de ser encolado com a ajuda da composição de encolamento como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.

15. Produto, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que as fibras são constituídas de fibras minerais e/ou fibras orgânicas.

16. Produto, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que as fibras minerais são fibras de vidro, notadamente de vidro E, C, R ou AR (álcali-resistente), fibras de rocha, notadamente de basalto, fibras contendo mais de 96% em peso de sílica ou fibras de cerâmica à base de, pelo menos, um óxido, um nitreto ou um carboneto de metal ou de metalóide ou uma mistura destes compostos.

17. Produto, de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que as fibras orgânicas são fibras sintéticas, por exemplo, à base de uma olefina como o polietileno e o polipropileno, de um politereftalato de alquileno como politereftalato de etileno, ou um poliéster, ou fibras naturais, por exemplo, as fibras vegetais como as fibras de madeira, de celulose, de algodão, coco, de sisal, de cânhamo ou de linho, e as fibras animais como a lã.

18. Produto, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fato de que se trata de um produto isolante acústico e/ou térmico à base de lã mineral.

19. Produto, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fato de que se trata de um véu de fibras minerais.

20. Processo de fabricação de um produto isolante acústico e/ou térmico, como definido na reivindicação 18, ou, um véu, produto como definido na reivindicação 19, segundo o qual se fabrica a lã mineral ou as fibras minerais, aplica- se sobre a referida lã ou as referidas fibras uma composição de encolamento e trata- se a referida lã ou as referidas fibras a uma temperatura permitindo a reticulação do encolamento e a formação de um ligante não fundível, caracterizado pelo fato de que se utiliza a composição de encolamento como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 13