BR112021012405A2 - Método para a fabricação de um produto de isolamento à base de lã mineral - Google Patents
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Abstract
método para a fabricação de um produto de isolamento à base de lã mineral. a presente invenção refere-se a um método para fabricar um produto isolante baseado em fibras orgânicas ou minerais, que compreende - aplicar uma composição de ligante aquosa a fibras orgânicas ou minerais, preferencialmente fibras de lã mineral; - aquecer as fibras ligadas com a composição de ligante aquosa de modo a evaporar a fase volátil da composição de ligante aquosa e provocar a cura térmica do resíduo não volátil, ou embalar as fibras orgânicas ou minerais ligadas com a composição de ligante aquosa para fins de armazenamento e/ou transporte, a composição de ligante aquosa tendo um ph entre 1,0 e 6,5, preferencialmente entre 1,5 e 5,0, e compreendendo: a) pelo menos um carboidrato selecionado a partir de açúcares hidrogenados, açúcares redutores, açúcares não redutores e misturas dos mesmos, (b) pelo menos um ácido policarboxílico ou um anidrido de tal ácido, (c) de 1 a 35% em peso, em relação ao peso total dos componentes (a), (b) e (c), de uma resina fenólica solúvel em água contendo amina, consistindo essencialmente em condensados de fenol-formaldeído e condensados de fenol-formaldeído-amina.
Description
[0001] A presente invenção se refere a um método para a fabricação de um produto isolante à base de fibras, em particular à base de lã mineral, usando uma composição ligante contendo um componente de carboidrato, pelo menos um ácido policarboxílico ou anidrido e uma resina fenólica contendo amina, que é solúvel em água e estável em meio ácido.
[0002] A fabricação de produtos isolantes à base de lã mineral geralmente compreende uma etapa de fabricação de fibras de vidro ou rocha por um método de centrifugação. Em seu caminho entre o dispositivo de centrifugação e a correia de coleta de fibra, uma composição de colagem aquosa, também referida como ligante, é pulverizada sobre as fibras ainda quentes, cujo ligante então sofre uma reação de termofixação a temperaturas de aproximadamente 200°C.
[0003] As resinas fenólicas, utilizadas há várias décadas como ligantes, estão sendo cada vez mais substituídas por produtos oriundos de fontes renováveis e que não emitem, ou emitem apenas uma quantidade muito pequena de formaldeído, composto considerado nocivo à saúde humana.
[0004] Assim, é conhecido, por exemplo, de WO2009/0809038, como ligar fibras minerais com composições de colagem aquosas desprovidas de formaldeído contendo, como reagentes reticuláveis termicamente, hidratos de carbono e ácidos policarboxílicos.
[0005] O pedido WO2007/014236 revela ligantes aquosos desprovidos de formaldeído, compreendendo reagentes de Maillard, nomeadamente açúcares redutores e compostos contendo amina.
[0006] Estas composições de colagem à base de açúcares redutores têm a desvantagem de originar reações de coloração (caramelização, reação de Maillard), que tornam difícil, ou mesmo impossível, a obtenção de produtos de cor clara.
[0007] O Requerente propôs, nos seus pedidos WO2010/029266 e WO2013/014399 ligantes não baseados em açúcares redutores mas baseados em açúcares hidrogenados, também referidos como álcoois de açúcar. Esses reagentes têm estabilidade térmica consideravelmente maior do que os açúcares redutores e não dão origem a reações de Maillard e/ou caramelização.
[0008] Ligantes desprovidos de formaldeído contendo açúcares hidrogenados e açúcares redutores ou não redutores foram divulgados, respectivamente, nos pedidos WO2013/021112 e WO2015/159012 em nome do Requerente
[0009] Os produtos isolantes à base de lã mineral e ligantes à base de carboidratos (açúcares redutores, açúcares não redutores, açúcares hidrogenados) são, no entanto, relativamente higroscópicos e retêm suas propriedades mecânicas de forma menos eficaz ao longo do tempo do que os produtos fabricados com ligantes fenólicos (resols), particularmente em alta humidades. A fim de compensar a perda de propriedades mecânicas após um certo período de envelhecimento desses produtos isolantes, é geralmente necessário aumentar a proporção de ligante de aproximadamente 10 para 20%, o que não só aumenta o custo do produto final, mas também afeta adversamente sua resposta ao fogo.
[0010] O Requerente propôs, no pedido WO2015/132518, melhorar a resistência ao envelhecimento de produtos isolantes de lã mineral ligados por ligantes à base de açúcares hidrogenados, opcionalmente em uma mistura com açúcares redutores, incorporando quantidades relativamente grandes de epoxissilanos na composição do ligante.
[0011] Eles também usaram com sucesso monoálcoois que são hidrofóbicos e solúveis em água, como fenoxietanol, para reduzir a sensibilidade à umidade de tais produtos isolantes (ver WO2015/181458).
[0012] No entanto, os epoxissilanos e monoálcoois hidrofóbicos usados nessas composições de aglutinante aumentam indesejavelmente o seu custo.
[0013] Durante sua pesquisa com o objetivo de encontrar ainda outras soluções, particularmente soluções mais econômicas, para melhorar as propriedades mecânicas e resistência ao envelhecimento de produtos isolantes à base de fibras ligadas por ligantes à base de carboidratos, o Requerente testou composições de ligantes contendo pequenas quantidades de resinas fenólicas (resols). No entanto,
esses testes não deram frutos, uma vez que as resinas fenólicas habituais, constituídas por condensados de fenol/formaldeído (resinas PF) ou de condensados de fenol/formaldeído e ureia/formaldeído (resinas PFU), mostraram-se instáveis. Na verdade, eles reagem e precipitam rapidamente, mesmo à temperatura ambiente, quando são colocados em contato com as composições aglutinantes aquosas com base em açúcares e em ácidos policarboxílicos descritos na introdução (WO2009/0809038, WO2010/029266, WO2013/014399, WO2013/021112, WO2015/159012, WO2015/132518, WO2015/181458). O Requerente atribuiu esta instabilidade das resinas PF e PFU ao pH ácido das composições ligantes.
[0014] A presente invenção é baseada na descoberta de que um grupo particular de resinas fenólicas contendo funções básicas de amina (que podem ser protonadas) era estável em meio ácido e, portanto, poderia ser usado com as composições de ligantes aquosas com base em ácidos policarboxílicos e em açúcares e/ou em açúcares hidrogenados da técnica anterior. Estas resinas fenólicas contendo funções amina são conhecidas e as suas preparações são descritas em detalhe nos pedidos WO2008/043960 e WO2008/043961 pelo Requerente.
[0015] O uso dessas resinas fenólicas contendo aminas em composições de ligantes ácidos à base de açúcares e de ácidos policarboxílicos tem permitido melhorar as propriedades mecânicas dos produtos isolantes obtidos, inclusive após envelhecimento em condições úmidas, desde que determinadas quantidades de resina fenólica não sejam excedidos.
[0016] Como resultado, o primeiro objeto do presente pedido é um método para a fabricação de um produto isolante à base de fibras minerais ou orgânicas, compreendendo - aplicação de uma composição de ligante aquosa a fibras minerais ou orgânicas, - aquecer as fibras revestidas com a composição de ligante aquosa de modo a evaporar a fase volátil da composição de ligante aquosa e para provocar a cura térmica do resíduo não volátil, ou embalar as fibras minerais ou orgânicas revestidas com a composição de ligante aquosa para a finalidade de armazenamento e/ou transporte, (a) a composição de ligante aquosa tendo um pH entre 1,0 e 6,5, preferencialmente entre 1,5 e 5,0, e compreendendo: (b) pelo menos um carboidrato selecionado a partir de açúcares hidrogenados, açúcares redutores, açúcares não redutores e suas misturas, (c) pelo menos um ácido policarboxílico ou um anidrido de tal ácido, (c) de 1 a 35% em peso, em relação ao peso total dos componentes (a), (b) e (c), de uma resina fenólica solúvel em água contendo amina consistindo essencialmente em condensados de fenol-formaldeído e condensados de fenol-formaldeído-amina.
[0017] Outro objeto do presente pedido é um produto isolante à base de fibras minerais ou orgânicas obtidas por um tal método.
[0018] Finalmente, outro objeto da invenção é uma composição de ligante aquosa para a preparação de produtos isolantes à base de fibras minerais ou orgânicas, tendo um pH entre 1,0 e 6,5, preferencialmente entre 1,5 e 5,0, e compreendendo: (a) pelo menos um carboidrato selecionado a partir de açúcares hidrogenados, açúcares redutores, açúcares não redutores e suas misturas, (b) pelo menos um ácido policarboxílico ou um anidrido de tal ácido, (c) de 1 a 35% em peso, em relação ao peso total dos componentes (a), (b) e (c), de uma resina fenólica solúvel em água contendo amina consistindo essencialmente em condensados de fenol-formaldeído e condensados de fenol-formaldeído-amina.
[0019] No presente pedido, o termo “carboidrato” tem um significado mais amplo do que o usual, uma vez que abrange oses e osides tendo pelo menos um grupo aldeído ou cetona (grupo redutor), açúcares não redutores consistindo em várias unidades de carboidrato, os carbonos contendo hemiacetal hidroxila do qual estão envolvidos nas ligações osídicas que ligam as unidades umas às outras, e também açúcares hidrogenados (também referidos como alditóis ou álcoois de açúcar) que são os produtos de hidrogenação de oses ou osides nos quais o grupo aldeído ou cetona foi reduzido a uma função de álcool.
[0020] O componente (a) pode, em princípio, conter qualquer carboidrato selecionado de açúcares redutores, açúcares não redutores e açúcares hidrogenados e suas misturas.
[0021] O componente (a) da composição do ligante da presente invenção compreende vantajosamente uma certa fração de açúcares hidrogenados. Este teor em açúcares hidrogenados do carboidrato (componente (a)) é vantajosamente entre 25 e 100% em peso, preferencialmente pelo menos igual a 30% em peso, em particular pelo menos igual a 50% em peso, e idealmente pelo menos igual a 70% em peso, em relação ao peso total do componente carboidrato.
[0022] Numa forma de realização preferida, o componente (a) consiste apenas em açúcares hidrogenados e não contém açúcares redutores e não redutores. Esta forma de realização é benéfica porque conduz a produtos isolantes que são particularmente relativamente incolores.
[0023] “Açúcar hidrogenado” se destina a significar todos os produtos resultantes da redução de um sacarídeo selecionado de monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos e misturas desses produtos. Os açúcares hidrogenados também são referidos como álcoois de açúcar, alditóis ou polióis. Eles podem ser obtidos por hidrogenação catalítica de sacarídeos. A hidrogenação pode ser realizada por métodos conhecidos, trabalhando em condições de alta pressão de hidrogênio e alta temperatura, na presença de um catalisador selecionado dos elementos dos grupos IB, IIB, IVB, VI, VII e VIII da tabela periódica dos elementos, preferencialmente do grupo que compreende níquel, platina, paládio, cobalto, molibdênio e suas misturas. O catalisador preferido é o níquel de Raney.
[0024] Os açúcares hidrogenados são vantajosamente selecionados a partir dos produtos de hidrogenação de monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e suas misturas, preferencialmente do grupo que consiste em eritritol, arabitol, xilitol, sorbitol, manitol, iditol, maltitol, isomaltitol, lactitol, celobitol, palatinitol, maltotritol e os produtos de hidrogenação de hidrolisados de amido ou hidrolisados de materiais lignocelulósicos, particularmente de hemicelulose, em particular de xilanos e xiloglucanos.
[0025] Particularmente preferível, será feito uso de um açúcar hidrogenado selecionado do grupo que consiste em maltitol, xilitol, sorbitol e os produtos de hidrogenação de hidrolisados de amido ou materiais lignocelulósicos.
[0026] Os açúcares redutores são preferencialmente selecionados de monossacarídeos, como glicose, galactose, manose e frutose, dissacarídeos, como lactose, maltose, isomaltose, celobiose e suas misturas, e também hidrolisados de amido ou de materiais lignocelulósicos descritos acima. A utilização será feita preferencialmente de glucose e frutose e suas misturas, em particular glucose.
[0027] Os açúcares não redutores são preferencialmente dissacarídeos, tais como trealose, isotrealoses, sacarose, isossucroses e suas misturas. A sacarose é particularmente preferida.
[0028] Os ácidos policarboxílicos usados na presente invenção são preferencialmente ácidos policarboxílicos monoméricos. Por outras palavras, numa forma de realização preferida da presente invenção, este termo não abrange polímeros obtidos por polimerização de ácidos policarboxílicos monoméricos, tais como homopolímeros ou copolímeros de ácido acrílico ou de ácido metacrílico.
[0029] Preferencialmente, serão utilizados ácidos policarboxílicos selecionados do grupo que consiste em ácidos dicarboxílicos, ácidos tricarboxílicos e ácidos tetracarboxílicos.
[0030] Os ácidos dicarboxílicos são, por exemplo, selecionados a partir do grupo que consiste em ácido oxálico, ácido malônico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido suberico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido málico, ácido tartárico, ácido tartrônico, ácido aspártico, ácido glutâmico, ácido fumárico, ácido itacônico, ácido maleico, ácido traumático, ácido canfórico, ácido ftálico e seus derivados, particularmente contendo pelo menos um átomo de boro ou cloro, ácido tetrahidroftálico e seus derivados, particularmente contendo pelo menos um átomo de cloro, tal como ácido clorêndico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido mesacônico e ácido citracônico. Os ácidos tricarboxílicos são, por exemplo, selecionados do grupo formado por ácido cítrico, ácido tricarbalílico, ácido 1,2,4-butanotricarboxílico, ácido aconítico, ácido hemimelítico, ácido trimelítico e ácido trimésico. Os ácidos tetracarboxílicos são, por exemplo, o ácido 1,2,3,4-butanotetracarboxílico e o ácido piromelítico.
[0031] O ácido policarboxílico particularmente preferido é o ácido cítrico.
[0032] O Requerente realizou numerosos testes para determinar as respectivas proporções dos componentes (a) e (b) que conduzem a ligantes que, no estado reticulado, fornecem ao produto final as melhores propriedades mecânicas, particularmente após envelhecimento acelerado em condições húmidas.
[0033] Estes testes mostraram que a razão em peso de carboidratos/ácidos policarboxílicos é vantajosamente entre 25/75 e 75/25.
[0034] Quando o ácido policarboxílico é ácido cítrico, esta relação está preferencialmente entre 25/75 e 55/45, em particular entre 30/70 e 50/50.
[0035] No campo técnico das resinas de fenol-formaldeído, a distinção é feita principalmente entre duas famílias, a saber: - resinas novolac preparadas em meio ácido, e - resols obtidos por catálise básica.
[0036] As resinas fenólicas da presente invenção pertencem a esta segunda família.
[0037] Resinas Resol são obtidas em meio básico pela reação de fenol com um excesso de formaldeído, a razão molar formaldeído/fenol sendo tipicamente entre 2 e 4, cada molécula de fenol sendo potencialmente capaz de reagir com três moléculas de formaldeído.
[0038] As resinas Resol contêm numerosas funções metilol suportadas por um anel aromático, que constituem locais para reticulação por desidrogenação/liberação de formol. Estas resinas consistem substancialmente em condensados de fenol/formaldeído (PF), fenol residual e formaldeído residual. Em meio ácido reagem, isto é, polimerizam-se muito rapidamente à temperatura ambiente e precipitam.
[0039] Estas resinas do tipo resol consistindo substancialmente em condensados de fenol/formaldeído (PF) e de fenol residual e formaldeído podem, após a neutralização do catalisador, ser misturadas com ureia que serve principalmente como um co-solvente, melhorando a dilutabilidade da resina e como eliminador do formaldeído residual. Esses resols e a sua preparação são descritos no pedido WO 01/96254. No entanto, a adição de ureia descrita neste pedido não melhora substancialmente a estabilidade a pH ácido das soluções, e as resinas descritas neste pedido não podem ser utilizadas no presente pedido.
[0040] Os resols contendo amina (componente (c)) usados no presente pedido são resinas solúveis em água que são estáveis em pH ácido, mesmo em pH muito ácido entre 1 e 2. Esta boa estabilidade é obtida em virtude de uma etapa de reação adicional que consiste em fazer reagir resinas resol, contendo substancialmente apenas condensados de fenol/formaldeído, fenol e formaldeído, com uma amina, preferencialmente uma monoalcanolamina, e em particular monoetanolamina.
[0041] Esta alcanolamina reage de acordo com a reação de Mannich com os condensados de fenol/formaldeído (PF), o fenol e o formaldeído para formar condensados de fenol/formaldeído/amina (PFA). No final da reação, a mistura de reação pode ser acidificada sem que isso cause polimerização à temperatura ambiente. Estas resinas resol são portanto consideradas estáveis em meio ácido. A sua síntese é descrita nos pedidos WO2008/043960 e WO2008/043961 do Requerente. Essas resinas também se distinguem por serem virtualmente desprovidas de condensados de ureia-formaldeído, que estão presentes apenas em pequenas quantidades. Esses condensados de ureia-formaldeído estão presentes em grandes quantidades em numerosas resinas fenólicas da técnica anterior e têm estabilidade térmica insuficiente, liberando formaldeído por decomposição térmica.
[0042] De forma conhecida, é possível adicionar, à resina resol contendo amina, após a reação com a monoalcanolamina, resfriamento da mistura de reação e acidificação, até 25% em peso, preferencialmente entre 10% e 20% em peso de ureia, sendo estas quantidades expressas em relação ao peso seco total da resina resol contendo amina e ureia. A ureia atua principalmente como co-solvente nesse tipo de resina.
[0043] Durante os testes com o objetivo de desenvolver produtos isolantes baseados em ingredientes predominantemente de base biológica que são mais resistentes ao envelhecimento, o Requerente observou que era importante usar uma fração relativamente pequena de resina fenólica contendo amina. As propriedades mecânicas ótimas foram observadas para frações de resina fenólica contendo amina em torno de 5 a 20% em peso em relação ao peso total dos componentes (a), (b) e (c).
[0044] A composição de ligante aquosa da presente invenção contém, consequentemente, entre 1 e 35% em peso, preferencialmente de 2 a 30%, em particular de 5 a 27% em peso, e mais preferencialmente de 7 a 20% em peso, em relação ao total peso dos componentes (a), (b) e (c), de resina fenólica contendo amina solúvel em água consistindo substancialmente em condensados de fenol- formaldeído e de condensados de fenol-formaldeído-amina. Essas quantidades devem ser entendidas como expressas como materiais secos. Além disso, eles não incluem o peso da ureia ou outros aditivos opcionalmente adicionados à mistura da resina fenólica contendo amina e de (a) e (b).
[0045] A composição de ligante aquosa, no momento em que é aplicada às fibras de lã mineral, tem um pH compreendido entre 1,0 e 6,5, preferencialmente entre 1,5 e 5,0. Este pH é mais preferencialmente entre 1,5 e 4,0, ou mesmo entre 1,7 e 3,0.
[0046] A composição de ligante aquosa da presente invenção vantajosamente contém ainda entre 0,5% e 10% em peso, preferencialmente entre 1,0% e 5% em peso, em relação ao peso total de materiais sólidos da composição aglutinante, de um catalisador de esterificação, preferencialmente selecionado do grupo constituído por hipofosfito de sódio e ácido hipofosporoso.
[0047] A composição de ligante pode compreender ainda aditivos conhecidos nas seguintes proporções, calculadas com base em 100 partes em peso do componente (a) + (b) + (c): - 0 a 5 partes de silano, em particular um epoxisilano ou aminossilano (agente de acoplamento), - 0 a 40 partes, preferencialmente 4 a 25 partes, de um óleo ou uma emulsão de óleo (agente de prevenção de poeira),
- 0 a 5 partes de silicone.
[0048] A composição de ligante é preparada simplesmente misturando os constituintes (componentes (a), (b), (c), catalisador, ureia e aditivos) com água.
[0049] No momento da aplicação nas fibras, a composição de ligante tem um teor de matéria seca entre 2 e 15% em peso, preferencialmente entre 3 e 10% em peso.
[0050] É aplicado em uma quantidade tal que o teor de ligante insolúvel e infusível do produto final obtido após a cura térmica está entre 2% e 20% em peso, preferencialmente entre 3% e 15% em peso, em particular entre 4 e 12% por peso.
[0051] Quando o produto isolante é um produto à base de lã mineral, a composição de ligante é projetada por pulverização sobre as fibras minerais na saída da centrífuga e antes que as fibras minerais sejam coletadas no membro receptor na forma de uma camada de fibras, que é então tratado em um forno a uma temperatura efetuando a reticulação dos ingredientes reativos e resultando em um ligante infusível. Esta etapa de reticulação/cura térmica é realizada por aquecimento a uma temperatura superior ou igual a 180° C, preferencialmente entre 190° C e 220° C, por uma duração de entre 20 segundos e 300 segundos, preferencialmente entre 30 e 250 segundos.
[0052] Quando o produto isolante é um produto à base de fibras orgânicas, como fibras de origem vegetal, por exemplo, fibras de celulose, ou de origem animal, como lã, a temperatura de cura é geralmente mais baixa do que aquela usada para curar produtos à base de fibras minerais, a fim de para salvar as fibras orgânicas de potencial degradação térmica. As temperaturas de cura são, por exemplo, entre 150 e 200° C. A duração da cura é geralmente entre vários minutos e várias dezenas de minutos, por exemplo entre 5 e 50 minutos, preferencialmente entre 10 e 30 minutos.
[0053] No método da presente invenção, a cura das fibras minerais ou orgânicas pode ser realizada imediatamente após a aplicação da composição de ligante às fibras e coleta das fibras ligadas em uma correia transportadora, por exemplo, passando por um sistema de temperatura controlada forno à temperatura de cura desejada.
[0054] O método do presente pedido também cobre uma modalidade na qual a esteira de fibras ligadas não é imediatamente curada, mas é embalada, por exemplo, parcialmente seca, cortada, comprimida, moldada e envolvida, com vista a uma etapa de cura separada da etapa de fabricação da esteira de fibras aglutinadas. O material de embalagem deve ser escolhido de forma a permitir o armazenamento e/ou transporte desses produtos intermediários (fibras ligadas com um ligante não curado) que serão submetidos a uma etapa adicional do método, implementado posteriormente ou em local diferente, e compreendendo a cura térmica do ligante, opcionalmente após a conformação do produto intermediário, por exemplo, em um molde. Exemplo
[0055] Uma composição 1 é preparada, contendo 30% de matéria seca, contendo 48 partes em peso de maltitol (componente (a)), 52 partes em peso de ácido cítrico (componente (b)) e 5 partes em peso de hipofosfito de sódio (catalisador).
[0056] Uma composição 2 é preparada, contendo 30% de matéria seca, contendo 80 partes de resina contendo amina (componente (c)), 20 partes de ureia (co-solvente) e 3 partes de sulfato de amônio (catalisador).
[0057] As composições 1 e 2 são misturadas em proporções variáveis de modo a obter diferentes razões de peso do componente (c) para a soma dos componentes (a)+(b)+(c). [Tabela 1] Solução de teste Partes de Partes Partes do (c)/(a)+(b)+(c) componentes de componente (a) (c) ureia + componente (b) Teste 1 de acordo com a invenção 8 2 90 8,2% Teste 2 de acordo com a invenção 16 4 80 16,7% Teste 3 de acordo com a 24 6 70 25,5%
invenção Teste 4, comparativo 40 10 50 44,4% Teste 5, comparativo 0 0 100 0%
[0058] As soluções dos testes 1 - 5 são usadas para determinar a temperatura de início da reticulação (TR) do ligante por análise dinâmico-mecânica (DMA). Além disso, o módulo de Young e a resistência à ruptura à tração de tecidos de fibras de vidro ligados pelos diferentes ligantes curados são determinados, antes e depois do envelhecimento acelerado em condições úmidas. Análise dinâmico-mecânica
[0059] 0,4 g das soluções de teste 1-5 são depositados usando uma pipeta em tiras de filtros de fibra de vidro Whatman (grau GF/C, referência 1822-915) de 60 x 12 mm, sobrepostos aos pares. A análise dinâmico-mecânica é realizada em um aparelho DMA, modelo Q800 da TA Instruments, equipado com uma pinça dupla embutida. Durante cada teste de cura, uma rampa de temperatura com os seguintes parâmetros é aplicada: - tensão: 0,1% - gradiente de temperatura: 25° C a 250° C (4°C por minuto) - frequência: 1 Hz
[0060] A temperatura de início da reticulação é definida como a temperatura no máximo do fator de perda de delta tan. A precisão da medição é de ±5°C. Determinando o módulo de Young e a resistência à tração
[0061] Os tecidos de fibra de vidro são impregnados por imersão nas soluções teste 1 - 5, previamente diluídas a 20% de matéria seca, de modo a depositar aproximadamente 6% de ligante nas fibras. Os tecidos impregnados são curados por 120 segundos em um forno com ventilador com temperatura controlada de 215°C.
[0062] Para cada teste, os tecidos curados são cortados em dez tiras retangulares. Metade das tiras é submetida a um protocolo de envelhecimento acelerado em condições de umidade (3 dias a 35°C e 95% de umidade relativa).
[0063] Um sistema de teste de tração Instron Série 5960 é usado, com uma direção de tração em um ângulo de 45 ° em relação à direção da urdidura e da trama.
[0064] O módulo de Young é medido antes do envelhecimento, e a resistência à tração de ruptura das vedações de ligante é medida antes e depois do envelhecimento acelerado. Os resultados, em média em 5 testes, são apresentados na Tabela 2 abaixo. [Tabela 2] Teste pH TR Módulo de Resistência Resistência à (°C) elasticidad à tração (N) tração (N) e de Young antes do após o (MPa) envelhecime envelhecime nto nto 1 (invenção) 1,8 140±5 5200±315 125 ± 4 73 ± 3 2 (invenção) 1,9 138±5 5280±250 122 ± 4 72 ± 2 3 (invenção) 2,0 n.d. 5000±900 113 ± 5 68 ± 2 4 (comparativo) 2,1 130±5 5220±130 95 ± 3 63 ± 2 5 (comparativo) 1,7 144±5 5190±190 116 ± 5 63 ± 4
[0065] Observa-se que os três testes de acordo com a invenção (testes 1 - 3), utilizando um ligante misto à base de maltitol (componente (a)), ácido cítrico (componente (b)) e resina fenólica contendo amina (componente (c)) em proporções tais que o componente (c) representa aproximadamente 8% a 25% em peso da soma dos componentes (a), (b) e (c), tem uma melhor resistência à ruptura à tração após envelhecimento acelerado do que um ligante à base de maltitol e apenas de ácido cítrico (teste 5) e de um ligante contendo mais de 40% em peso de resina fenólica contendo amina (componente (c)) (teste 4).
Claims (14)
1. Método para fabricar um produto isolante com base em fibras minerais ou orgânicas, caracterizado pelo fato de que compreende - aplicar uma composição de ligante aquosa a fibras minerais ou orgânicas, preferencialmente fibras de lã mineral, - aquecer as fibras revestidas com a composição de ligante aquosa de modo a evaporar a fase volátil da composição de ligante aquosa e para provocar a cura térmica do resíduo não volátil, ou embalar as fibras minerais ou orgânicas revestidas com a composição de ligante aquosa para a finalidade de armazenamento e/ou transporte, a composição de ligante aquosa tendo um pH entre 1,0 e 6,5, preferencialmente entre 1,5 e 5,0, e compreendendo: (a) pelo menos um carboidrato selecionado a partir de açúcares hidrogenados, açúcares redutores, açúcares não redutores e suas misturas, (b) pelo menos um ácido policarboxílico ou um anidrido de tal ácido, (c) de 1 a 35% em peso, em relação ao peso total dos componentes (a), (b) e (c), de uma resina fenólica solúvel em água contendo amina consistindo essencialmente em condensados de fenol-formaldeído e fenol condensados de - formaldeído-amina.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de ligante aquosa contém de 2 a 30%, preferencialmente de 5 a 27% em peso, e em particular de 7 a 20% em peso, em relação ao peso total dos componentes (a), (b) e (c), de resina fenólica solúvel em água contendo amina consistindo substancialmente em condensados de fenol-formaldeído e de condensados de fenol-formaldeído-amina.
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os condensados de fenol-formaldeído-amina são condensados de fenol- formaldeído-monoalcanolamina.
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o ácido policarboxílico é um ácido policarboxílico monomérico.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o ácido policarboxílico é ácido cítrico.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a proporção de açúcares hidrogenados no hidrato de carbono (componente (a)) se situa entre 25 e 100% em peso.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o hidrato de carbono (componente (a)) contém pelo menos 30% em peso, preferencialmente pelo menos 50% em peso, e em particular pelo menos 70% em peso de açúcares hidrogenados.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o açúcar hidrogenado é selecionado a partir de produtos de hidrogenação de monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e suas misturas.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o açúcar hidrogenado é selecionado do grupo que consiste em maltitol, xilitol, sorbitol e os produtos de hidrogenação de hidrolisados de amido ou materiais lignocelulósicos.
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a proporção em peso dos hidratos de carbono (componente (a)) para o ácido policarboxílico (componente (b)) se situa entre 25/75 e 75/25.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição de ligante aquosa tem um pH entre 1,5 e 4,0, preferencialmente entre 1,7 e 3,0.
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição de ligante aquosa contém adicionalmente entre 0,5 e 10% em peso, preferencialmente entre 1,0 e 5% em peso, em relação ao peso total de materiais sólidos da composição aglutinante, de um catalisador de esterificação, preferencialmente selecionado do grupo que consiste em hipofosfito de sódio e ácido hipofosporoso.
13. Composição de ligante aquosa para a preparação de produtos isolantes com base em fibras minerais ou orgânicas, com um pH entre 1,0 e 6,5, preferencialmente entre 1,5 e 5,0, e caracterizado pelo fato de que compreende: (a) pelo menos um carboidrato selecionado a partir de açúcares hidrogenados, açúcares redutores, açúcares não redutores e suas misturas, (b) pelo menos um ácido policarboxílico ou um anidrido de tal ácido, (c) de 1 a 35% em peso, em relação ao peso total dos componentes (a), (b) e (c), de uma resina fenólica solúvel em água contendo amina consistindo essencialmente em condensados de fenol-formaldeído e condensados de fenol- formaldeído-amina.
14. Produto isolante à base de fibras minerais ou orgânicas, caracterizado pelo fato de ser obtido pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.
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