Verfahren zum Überziehen von Mineralwollfasern mit einem Bindemittel. Die vorlie-ende Erfindung bezieht sieh atil' ein Verfahren zuin Überziehen voll 31i- neralwollfasern init einem Bindemittel durch Zugabe eitler wässrigen 1"intilsioii eilte,;
syn- thetisehen Harzes zu einer w#ssrigen Suspen sion der Fasern und anschliessende Fällung des Harzes auf den Fasern dureh Zugabe eines har7fällenden -Mittels zuni flüssigen (-ffl'- iniseh, wobei man Materialien erhalten kann, welche zu Blöcken, Platten, Streifen, Folien, Rohren mid andern Gebilden verforitil wer den können,
die sieh insbesondere für ther- inisehe und akustisehe Isolationszweeke eignen. Die züi verwendenden -.Nliiieralwollfasei-ii kön nen<B>z.</B> B. all" Naturgesteinen. (flas und ähnlichen schmelzbaren Substanzen erzeugt werden.
Die üblielie -Methode zür Her stellung von Mineralwolle ans Ofensehlaeken oder der,--leiehen bestellt darin, dass ein Strom von gesehinolzener Sehlaeke gegen mindestens einen Wasserdanipfstrahl geführt und daselbst dureh den Anprall zerfetzt und dadureh zer fasert wird.
Bei der Durchführung der soeben besehrie- benen -.Methode wurde bereits vorgeschlagen, als Bindeinittel für die Mineralwollfasern eine wässrige, harzartige Enitilsion zu verwen den, welche ein Alkydharz (Glyptalharz) (das heisst ein Kondensatiolisprodukt wis einem niehrwertigen Alkohol und einer inehrbasi- scheu Säure, z.
B. ein Glycerin-Phthalsäure- KondensationsprodLikt) oder ein öliiiodifizier- tes Plieiiol-Foi-iiialdeliycl-Ilarz '. das heisst ein derartiges, mit trocknenden Ölen (z. B.
Tung- <B>Öl)</B> illo(lifiziertes Harz, enthält wobei nian ein Harz ei-hält, welches bezüglieb seiner Eigen- sehaften den Alkydharzen ähnelt. Solehe niodiTizierte Phenol-Fornialdelivd-Harze wer den in der nachfolgenden Besehreibung als Alkydharzersatzprodukte bezeichnet.
Bei der Durehführung,', dieser bekannten 3,1ethode init Hilfe eines -21]kvdllar7es kann dieses letztere selbst mit einem trocknenden öl inodifiziert sein.
Die vorlien-ende bezweckt, beim Überziehen von Mineralwolltnaterial mit einem Bindetnittel ein -Material zu erzielen, welche" niehthygroskopisehe Lind niehtkoi-rosive Ei- gensehaften besitzt Lind hohen Temperaturen zu widerstehen vermag.
Alkydharze und Alkydharzersatzprodukte sind normalerweise sauer, wobei deren Säure grad (bekannt als ,,ätirewert , (las heisst Mil.Iigramm Kalitimhvdi-oxvd pro Gramm Harz) weito-ehend voll<B>1</B> oder 2, das heisst bei nahe neutral, bis züi <B>60</B> oder<B>80,</B> das heisst stark sauer, seh-wankt.
Das erfindungsgemässe verbesserte Verfah ren zum Überziehen von Mitteralwollfasern mit einem Bindenlittel ist nun dadurch gekenn zeichnet, dass eine Harzentul.sion verwendet wird., die ein durch Reaktion zwisellen einem sauren synthetischen Harz und einem organi- sehen Aniin hergestelltes Salz enthält.
Als saures synthetisches Harz kann ein Alkydharz, das mit einein trocknenden<B>öl</B> Inodifiziert sein kaiiii, oder ein init einem trocknenden<B>Öl</B> modifiziertes PhenoI-Form- aldehydharz, fin folgenden als Alkydharz-. ersatzproduktbezeichnet,verwendetwerden.Als Amin kann beispielsweise Triäthanolai-nin ver wendet, werden.
Es ist zweckmässig, ein sol ches Amin zu verwenden, das eine Ätherbin dung aufweist, beispielsweise Morpholin der Formel NH(C2H-1)20.
Zufriedenstellende Klebeemulsionen kön nen durch Verwendung einer äquiniolekularen Menge eines Amins, berechnet auf Grund der Säurezahl des Harzes, gebildet werden. Man wird vorzugsweise ein solches Harz verweii- den, welches eine höhere Säurezahl als<B>6,5</B> be sitzt. Weist das verwendete Harz eine ge ringere Säurezahl als etwa<B>6,5</B> auf, so ist es erforderlich, eine geringe Menge einer ge eigneten organisehen Säure, z.
B. ölsäure oder Naphthensäure, zuzusetzen, uni eine hinrei- ehende Menge Salz mit dem Anlin zu bilden und eine befriedigende Emulgierung zu bewirken. Beträgt die Säurezahl des Harzes mehr als etwa<B>18,</B> so sollte man etwas Ammoniaklösung zusetzen, um die übersehüssige Sätire zu neu tralisieren.
Die Verwendung von Morpholin ist des halb vorteilhaft, weil dessen Salze mit den Harzsäuren sich leicht dissozieren lassen und das freie Morpholin hierauf mit dem W asser verdampft, sobald die behandelten Mineral- wollfasern nach einem Verformungsvorgang getrocknet werden,
wobei letztendlich eine ein wandfreie Harzbindung zustande kommt" dank welcher besser geformte Faserprodlü"te mit nichthygroskopisehen und nielitkorrosiven Ei- gensehaften erhalten werden, Beachtenswert .ist, dass zur Erhaltung dieser Eigenschaften keine Netzmittel oder dergleichen, welche livgroskopisehe oder korrosive Eigenschaften besitzen, zugesetzt werden müssen.
Bei der Durehführung der Methode der beschriebenen Art ist es bekannt, bei Verwen dung eines ein Alkvdharz bzw. Alkydharz- ersatzprodukt enthaltendenBindemittels zwecks Reduktion des Gesamtgewiehtes des fertigen, geformten Gebildes eine gewisse Menge Stärke den Mineralwollfasern zuzusetzen, indem die Stärke während der Anfangsphase des Zer- faserungsvorganges zugesetzt oder vor bzw. nach dein Zusatz der Harzemulsion dem aus Mineralwolle bestehenden Brei einverleibt wird;
es ist indessen auch möglich, zuerst einen Teil der Stärke während des Zerfase- rungsvorganges und den Rest in einem spä teren Zeitpunkte zuzusetzen. Bei der Durch führung der vorliegenden Erfindung lässt sieh gleicherweise eine gewisse Menge 'Stärke mit den Mineralwolfasern verbinden.
Im folgenden sei die Erfindung an Hand von zwei Beispielen beschrieben. <I>Beispiel<B>1:</B></I> <B>100</B> Gewiehtsteile Brunnenwasser, dem man 0,1.1 Gewichtsteile einer 40%igen Ammoniak- lösung zugesetzt hat, werden auf<B>60</B> bis<B>80o<I>C</I></B> erhitzt.
Dann stellt man eine<B>521,5</B> 0/'o ige Harz lösung dar, welche ein<B>0</B> Ivptalharz vom Säurewert 28 enthält, das in white spirit ' solvent naphtha oder Toluol oder einem andern geeigneten, mit Wasser nicht miseh- baren Lösungsmittel bzw. einem Gemisch davon gelöst ist.<B>52,5</B> Gewiehtsteile der Glyp- talliarzlösun- werden mit <B>0,
80</B> Gewiehtsteilen Morpholin vermischt und dieses CTeniiseh der animoniakalisehen Wasserlösung unter kräf- tigein Rühren zugesetzt.
Die leicht entste hende Einulsion enthält 181/o Glvptalharz. Die Einulsion kann dann durch eine Kolloidmühle oder eine Homogenisiervorriehtung hindurch geführt werden, um auf diese Weise eine noch gleichförmigere Verteilung der Partikelg _M grösse des emulgierten Harzes zu bewirken.
Die in der oben erwähnten Weise lierge- stellte Emulsion ist --eiiii,#-end beständig, uni sie während kürzerer Zeit von beispielsweise <B>1.</B> bis 2 Monaten ohne Beschädigung aufzu bewahren, und Igestattet ebenfalls eine rasehe und vollständige Applikation der harzi 'gen Phase auf den Mineralfasern während einer späteren.Arbeitsstufe, welehe nun beschrieben wird.
Die in der obigen Weise hergestellte Einul- sion wird wie folgt verwendet: Mineralfasern, welche nach der Wasserdampfstrahlmethode zerlasert wurden und nveekinässig auf der Oberfläche einen Film tragen, welcher aus 2 bis<B>3</B> 1/o Stärke und<B>0,1</B> bis<B>0,3</B> 1/o Bitumen oder Petroleumharz bzw. einem -.Nliiieralöl oder einem Gremiseh davon, besteht,
wobei die Pro zentsätze Gewiehtspro7ente bedeuten und sieh auf das Gewieht der Mineralfasern beziehen, werden in Wasser unter Verwendung von Bentonit als Flotationskatalysator suspendiert. Man kann dem Gemisch etwas frisehe Stärke paste zusetzen, was davon abhängt, ob ge nügend Stärke (nicht weniger als 2 1/o) wäh rend des Zerfaserungsvorganges auf den Fa sern niedergesehlagen wurde.
Die, wie oben beschrieben, hergestellte Glyptalharzemulsion wird, nach dem Verdünnen auf einen Harz gehalt von 1014, dem Fasergemenge in einer solchen Menge zugesetzt, dass auf den Mineral- fasern 2,5 bis 4% Harz niedergeschlagen wer- den. Dann versetzt man das Gemisch mit einem Gemiseh von Aluminiumsulfat und einem Ferrosalz,
um die Ausfällung des Har zes, welche durch die vorgängige Einwirkung der Mineralfasern und des Betonits eingeleitet wurde, züi vervollständigen. Im allgemeinen wird<B>1</B> % des Gemisches von Alaminiumsulfat und eines Ferrosalzes, berechnet auf Grund der Mineralfasern, erforderlich sein. Der p11-Wert des fertigen Gemen-,es sollte zwischen<B>7,5</B> und <B>7,8</B> betragen, während die Menge der Lösunng des obigen Salzgemisches derart bemessen wird, dass ein pfl-Wert innerhalb dieser Gren zen erreicht wird.
Die derart mit einem Bindemittel überzogenen Mineralwollfasern können zur Herstellun- -eforinter Produkte verwendet werden.
Bei.91)icl -): In diesein Beispiel wird wie folgl vor gegangen: 9750 Gewiehtsteile weiches Brunnenwasser werden mit<B>30</B> Gewiehtsteilen Bentonit und <B>300</B> Gewiehtsteilen Mineralwolle vermischt. Dieses Gemisch kann schwach, z. B. auf unge fähr<B>30</B> bis 401<B>C,</B> erwärmt werden, um eine rasehe Verteiluno- der festen Bestandteile in Wasser zu erleichtern.
Werden während des Zerfaserungsvorganges weniger als 2% Stärke I <B>kn</B> in die Fasern eingeführt, so -wird man 4,5 in Teile Stärke, angeteigt in 40 Gewiehtsteilen el Wasser, zusetzen, solange die Stärkepaste heiss und flüssig ist.
Man versetzt mit<B>90</B> Gewichts teilen der Klebeemulsion, welche wie in Bei spiel<B>1</B> hergestellt und auf einen 1011/oigen Harzgehalt gebracht wird, was 3% Harz, be- zogen auf die -.Hineralwolle, entspricht.
Nach gründlichem Mischen versetzt man mit<B>3,5</B> Teilen eines Gemisches aus Aluminiumsulf at und einem Ferrosalz, welches in ungefähr 40 Teilen heissem Wasser gelöst wurde, wobei man den pn-Wert zwischen<B>7,7</B> und<B>7,8</B> ein stellt. Das Geiniseh ist dann gebrauchsfertig und kann in Formen gegossen werden.
Die Formen, welche eine Form und Grösse aufweisen werden, die den Dimensionen und der Art des gewünschten fertigen, geformten Produktes entsprechen, besitzen perforierte Böden, damit das überschüssige Wasser ab laufen kann. Sobald kein überschüssiges Was ser mehr hinausströmt, wird das feuchte Ma terial bei einer Temperatur getrocknet, welche nicht niedriger als 12011 <B>C</B> und nieht höher als <B>3000 C</B> ist, wobei dieser Troeknungsvorgang zweckmässig in einem. heissen Luftstrom erfolgt.
Das Gemisch wird hierauf zwecks Polymeri- sation des Kunstharzes während weiterer 20 Minuten bis<B>3</B> Stunden diesen Temperaturen ausgesetzt, wobei die Behandlungsdauer von der Dicke des geformten Materials abhängt. Bei einem Material von einer Dicke von bis 2,54 ein wird die Behandlung etwa 20 Mi nuten benötigen, während bei einem Material von<B>10,16</B> ein Dicke das Erhitzen während ungefähr<B>3</B> Stunden zu erfolgen hat.
Die ge formten Gegenstände sind dann gebranehs- fertig, oder sie können in beliebiger Weise 7u- P (yesehnitten, gedrillt, und naehbearbeitet wer- den; sie lassen sich auch in anderer Weise be handeln, um die gewünschten fertigen Ge genstände zu erhalten.
Geformte Mineralwollproduhte, welche aus den erlindungsgemäss behandelten Mi- neralwollfasern erhalten werden, können ohne Beeinträchtigung Temperaturen bis zu an nähernd<B>8000 C</B> ausgesetzt werden. Sie besit zen ein spez. Gewieht von 144 bis 224 kgim3 Lind zufolge ihres leichten Gewiehtes eine äusserst hohe thermische und akustisehe Wirk samkeit. Sie sind hart und dennoch -biegsam und lassen sieh ohne Bruehgefahr transpor tieren und verwenden.
Process for coating mineral wool fibers with a binder. The present invention also relates to a process for coating full mineral wool fibers with a binder by adding an aqueous 1 "intilsioii hurry;
synthetic resin to an aqueous suspension of the fibers and subsequent precipitation of the resin on the fibers by adding a precipitating agent to the liquid (-ffl'- iniseh, whereby one can obtain materials which can be converted into blocks, plates, strips, Foils, pipes and other structures can be deformed,
which are particularly suitable for thermal and acoustic insulation purposes. The used -.Nliieralwollfasei-ii can <B> z. </B> e.g. all "natural rocks. (Flas and similar fusible substances are produced.
The usual method for the production of mineral wool on the furnace sheet or the, - borrow orders in that a stream of sehinolzener Sehlaeke against at least one water jet and there is shredded by the impact and thereby frayed.
When carrying out the method just described, it has already been proposed to use an aqueous, resinous enzyme as a binder for the mineral wool fibers, which is an alkyd resin (glyptal resin) (that is, a condensate product with a low-value alcohol and a non-basic acid , e.g.
B. a glycerine-phthalic acid condensation product) or an oil iodified Plieiiol-Foi-iiialdeliycl-Ilarz '. that is, one with drying oils (e.g.
Tung- <B> Oil) </B> illo (certified resin, containing a resin which is similar to alkyd resins in terms of its properties. Sole non-biodiTized phenol formaldelivd resins are used in the following description as alkyd resin substitute products designated.
When carrying out this well-known method with the help of a -21] kvdllar7es, the latter can itself be inodified with a drying oil.
The purpose of the present end, when coating mineral wool material with a binding agent, is to achieve a material which has "non-hygroscopic and non-toxic properties and is able to withstand high temperatures.
Alkyd resins and alkyd resin substitute products are normally acidic, whereby their degree of acidity (known as ,, ätirewert, (this means mil. Igrams of Kalitimhvdi-oxvd per gram of resin) almost fully <B> 1 </B> or 2, that is to say close to neutral, up to <B> 60 </B> or <B> 80, </B> that means very pissed off, staggered.
The improved method according to the invention for covering medium wool fibers with a binding agent is now characterized in that a resin dispersion is used which contains a salt produced by reaction between an acidic synthetic resin and an organic anion.
As the acidic synthetic resin, an alkyd resin which can be inodified with a drying oil or a phenol-formaldehyde resin modified with a drying oil can be used as alkyd resin. As an amine, for example, triethanolainin can be used.
It is advisable to use such an amine which has an ether linkage, for example morpholine of the formula NH (C2H-1) 20.
Satisfactory adhesive emulsions can be formed by using an equi-molecular amount of an amine calculated on the acid number of the resin. Such a resin is preferably used which has an acid number higher than 6.5. If the resin used has a lower acid number than about 6.5, it is necessary to add a small amount of a suitable organic acid, e.g.
B. oleic acid or naphthenic acid to be added to form a sufficient amount of salt with the anlin and to bring about a satisfactory emulsification. If the acid number of the resin is more than about <B> 18 </B>, a little ammonia solution should be added to neutralize the excess seeds.
The use of morpholine is advantageous because its salts can easily be dissociated with the resin acids and the free morpholine then evaporates with the water as soon as the treated mineral wool fibers are dried after a molding process,
Ultimately, a flawless resin bond is achieved "thanks to which better-shaped fiber products with non-hygroscopic and non-corrosive properties are obtained. It is worth noting that to maintain these properties no wetting agents or the like, which have livroscopic or corrosive properties, have to be added .
When carrying out the method of the type described, it is known, when using a binder containing an alkyd resin or alkyd resin substitute product, to add a certain amount of starch to the mineral wool fibers in order to reduce the overall weight of the finished, shaped structure, by adding the starch during the initial phase of decomposition. Faserungsvorganges added or before or after the addition of the resin emulsion is incorporated into the pulp made of mineral wool;
however, it is also possible to add part of the starch first during the defacing process and the rest at a later point in time. Likewise, when practicing the present invention, a certain amount of starch can be combined with the mineral wolf fibers.
The invention is described below using two examples. <I>Example<B>1:</B> </I> <B> 100 </B> Parts by weight of well water to which 0.1.1 parts by weight of a 40% ammonia solution has been added are increased to <B> 60 </B> to <B> 80o <I> C </I> </B> heated.
Then a <B> 521.5 </B> 0 / 'o ige resin solution is prepared, which contains a <B> 0 </B> Ivptal resin with an acid value of 28, which in white spirit' solvent naphtha or toluene or a is dissolved in other suitable, water-immiscible solvents or a mixture thereof. <B> 52.5 </B> parts by weight of the glycolic solution are given with <B> 0,
80 parts by weight of morpholine are mixed and this CTeniiseh is added to the animoniacalisehen water solution with vigorous stirring.
The easily arising emulsion contains 181 / o Glvptalharz. The emulsion can then be passed through a colloid mill or a homogenizing device in order in this way to bring about an even more uniform distribution of the particle size of the emulsified resin.
The emulsion prepared in the manner mentioned above is --eiiii, # - enduringly stable, uni it can be kept for a shorter period of time from, for example, 1 to 2 months without damage, and it also allows rapid and complete application of the resinous phase on the mineral fibers during a later working stage, which will now be described.
The emulsion produced in the above manner is used as follows: Mineral fibers which have been laser-cut using the steam jet method and which usually have a film on the surface which is made up of 2 to 3 1 / o starch and <B > 0.1 </B> to <B> 0.3 </B> 1 / o bitumen or petroleum resin or a -.Nliiieralöl or a mixture thereof, consists,
where the percentages mean percentages by weight and refer to the weight of the mineral fibers, are suspended in water using bentonite as a flotation catalyst. You can add some fresh starch paste to the mixture, which depends on whether enough starch (not less than 2 1 / o) was deposited on the fibers during the defibering process.
The glyptal resin emulsion prepared as described above, after diluting to a resin content of 1014, is added to the fiber mixture in such an amount that 2.5 to 4% resin is deposited on the mineral fibers. Then the mixture is mixed with a mixture of aluminum sulfate and a ferrous salt,
to complete the precipitation of the resin, which was initiated by the previous action of the mineral fibers and the betonite. In general, 1% of the mixture of aluminum sulfate and a ferrous salt, calculated on the basis of the mineral fibers, will be required. The p11 value of the finished mixture should be between <B> 7.5 </B> and <B> 7.8 </B>, while the amount of the solution of the above salt mixture is such that a plant Value is reached within these limits.
The mineral wool fibers coated with a binding agent in this way can be used for the production of non-inter products.
At.91) icl -): In this example, the procedure is as follows: 9750 parts by weight of soft well water are mixed with <B> 30 </B> parts by weight of bentonite and <B> 300 </B> parts by weight of mineral wool. This mixture can be weak, e.g. B. to about <B> 30 </B> to 401 <B> C, </B> in order to facilitate rapid distribution of the solid constituents in water.
If less than 2% starch I <B> kn </B> is introduced into the fibers during the shredding process, 4.5 parts of starch, made into a paste in 40 parts by weight of water, will be added as long as the starch paste is hot and liquid .
<B> 90 </B> parts by weight of the adhesive emulsion are added, which is prepared as in Example <B> 1 </B> and brought to a 1011% resin content, which is 3% resin, based on the -. Mineral wool, corresponds.
After thorough mixing, <B> 3.5 </B> parts of a mixture of aluminum sulfate and a ferrous salt, which was dissolved in approximately 40 parts of hot water, are added, the pn value being between <B> 7.7 < / B> and <B> 7,8 </B>. The geiniseh is then ready to use and can be poured into molds.
The molds, which will have a shape and size corresponding to the dimensions and type of the desired finished, molded product, have perforated bottoms so that the excess water can run off. As soon as no more excess water flows out, the moist material is dried at a temperature which is not lower than 12011 <B> C </B> and never higher than <B> 3000 C </B>, this drying process being expedient in one. hot air flow.
The mixture is then exposed to these temperatures for a further 20 minutes to <B> 3 </B> hours for the purpose of polymerizing the synthetic resin, the duration of the treatment depending on the thickness of the molded material. In the case of a material of a thickness of up to 2.54 μm, the treatment will require approximately 20 minutes, while in the case of a material of <B> 10.16 </B> thickness the heating will take about <B> 3 </B> Hours.
The shaped objects are then ready for firing, or they can be 7uP (yesehnitten, drilled, and sewn in any way); they can also be treated in other ways in order to obtain the desired finished objects.
Shaped mineral wool products which are obtained from the mineral wool fibers treated according to the invention can be exposed to temperatures of up to approximately 8000 ° C. without impairment. You have a spec. It weighs from 144 to 224 kgim3 and has an extremely high thermal and acoustic effectiveness due to its light weight. They are hard yet flexible and can be transported and used without the risk of scalding.