CN101248151A - 用于无机纤维的水性粘合剂及使用其的绝热和/或隔音材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于无机纤维的水性粘合剂，其不含甲醛，具有极好的强度，适宜于在弱酸性至弱碱性的条件下使用，由该粘合剂可以得到具有极好强度的固化产品，以及使用该产品的由无机纤维组成的绝热和/或隔音材料。所述水性粘合剂包括：酸值为350至850mgKOH/g的丙烯酸树脂、含有至少一种二烷醇胺的交联剂以及固化促进剂，其中交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比为0.8∶1至1.5∶1，而且其中粘合剂的pH值用挥发性碱性化合物调节至6.0至8.0。
Description
发明领域
本发明涉及一种用于无机纤维的水性粘合剂，该粘合剂不含甲醛，可较好地用于包含无机纤维(如玻璃绒或矿毛绝缘纤维)的绝热和/或隔音材料；本发明还涉及使用所述粘合剂由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料。
背景技术
迄今为止，在包含无机纤维(如玻璃绒或矿毛绝缘纤维)的绝热和/或隔音材料中，广泛使用主要包含苯酚-甲醛树脂(或可溶酚醛树脂类酚醛树脂)的酚醛树脂基粘合剂作为将纤维相互粘合的粘合剂。这些酚醛树脂基粘合剂在相对短的时间内经加热固化，得到具有一定强度的固化产品。因此，使用这些粘合剂由无机纤维制得的绝热和/或隔音材料在形稳性、压缩包装后打开时厚度复原性以及抗弯强度等方面表现优异。
然而，当使用该酚醛树脂基粘合剂时，在产品的制造过程中，尤其在粘合剂固化过程中，甲醛会大量释放在空气中。因此，对这些释放的甲醛进行处理和/或控制成为难题。尤其是近来强调要减少环境负担，通过法律进行管理已成必然，以控制释放到空气中的甲醛的量。所以需要环境负担小的由无机纤维制得的绝热和/或隔音材料，对此也提出了很多建议。
例如，JP-A-06-184285提出了一种可固化的水性组合物，该组合物含有(a)含有至少两个羧酸酯基、酸酐基或其盐的多元酸，(b)含有至少两个羟基的多元醇，以及(c)含磷的促进剂，其中羧酸酯基、酸酐基或其盐的当量与羟基当量之比约为1/0.01至1/3，而且其中约35％或更少的羧酸酯基、酸酐基或其盐用非挥发性的碱进行中和。
另外，美国专利No.6,331,350公开了一种用于玻璃纤维的粘合剂，该粘合剂包含一种水溶性组合物，该组合物包含一种数均分子量小于5000的多羧酸聚合物以及一种多元醇，其中羧酸粘合剂的pH值调节至小于3.5。
另外，JP-A-2000-508000公开了一种不含甲醛的水性粘合剂，其包含A)一种通过自由基聚合得到的聚合物，该聚合物含有5至100质量％的烯类不饱和酸酐或烯类不饱和二元羧酸，其羧酸根基团可形成酸酐基，以及B)至少具有两个羟基的链烷醇胺。
还有人提出了多种用于无机纤维的粘合剂，这些粘合剂主要由上述多羧酸组成。
上述多羧酸酯树脂基粘合剂(例如丙烯酸树脂基粘合剂)具有以下特性：在弱酸至弱碱的pH范围，粘合剂中的羧基与用作交联剂的多元醇中的羟基呈低的反应性，因此酯化反应难以充分进行。结果，粘合剂的交联反应很难完成。所以，当将上述粘合剂的pH范围调节至弱酸至弱碱范围时，由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的各种物理性能会变差。例如，在高湿度下形状恢复性和/或抗弯强度等物理性能会由于粘合剂性能退化而变差。因此，丙烯酸树脂基粘合剂不适宜于在弱酸至弱碱的pH范围内使用。通常，使用丙烯酸树脂基粘合剂时将其pH调节至3左右的强酸性pH范围，由此促进交联反应。然而在此情况下，制造设备(如粘合剂进料管、喷雾器、用于淀积无机纤维的筛网输送机)会被酸所侵蚀，由此导致了设备维护以及设备本身费用增加的问题。同时也存在对排放的强酸废料进行处理的费用问题。
另外，上述丙烯酸树脂基粘合剂的交联是与酯键发生的。对于无机纤维(尤其是玻璃纤维)会产生以下问题，即由于空气中的湿气玻璃中的碱金属组分会以碱离子的形式被洗提，然后所述碱离子水解粘合剂交联部分的酯键，从而破坏粘合剂对于纤维的粘合力。
因此，本发明的一个目的是提供一种用于无机纤维的水性粘合剂，该粘合剂不含甲醛，具有很高的强度，而且适宜于在弱酸至弱碱范围的pH条件下使用，由此得到由所述粘合剂构成的固化产品，该产品即使使用一段时间之后仍然具有很高的强度；本发明还提供了使用所述粘合剂由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料。
发明内容
为了达到上述目的，本发明提供一种用于无机纤维的水性粘合剂，包括：
丙烯酸树脂，其酸值为350至850mgKOH/g；
含有至少一种二烷醇胺的交联剂；以及
固化促进剂，
所述交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比为0.8∶1至1.5∶1，而且
所述粘合剂的pH值用挥发性碱性化合物调节至6.0至8.0。
本发明用于无机纤维的水性粘合剂是一种不含甲醛的由丙烯酸树脂构成的粘合剂，因此该粘合剂可进行固化而在加热固化时不会释放任何甲醛。这样可以减少由制造工艺中排放废气而导致的环境负担。通过将酸值为350至850mgKOH/g的丙烯酸树脂与二烷醇胺结合，即使在弱酸至弱碱范围的pH条件下(例如pH为6.0至8.0范围)，加热固化也能相对快速进行，由于亚胺化和酯化反应，交联反应能大为改进，因此交联密度更高。而且，通过将交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比设定为0.8∶1至1.5∶1，丙烯酸树脂可与交联剂以合理的比例相互反应，因此可得到由所述粘合剂构成的强的固化产品，使用该粘合剂的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的各种物理性能都不会变差。另外，由于本发明用于无机纤维的水性粘合剂适宜于在弱酸至弱碱范围的pH条件下使用，不会发生上述现有技术经历的酸对制造设备产生的侵蚀，因此可以减少用于维护、设备、废液处理等的费用。
在本发明用于无机纤维的水性粘合剂中，较好的是丙烯酸树脂的重均分子量为1000至15000，或者丙烯酸树脂是下列两种丙烯酸树脂的混合物：重均分子量为1000至4000的丙烯酸树脂(A)和重均分子量为8000至20000的丙烯酸树脂(B)。
当丙烯酸树脂的重均分子量为1000至15000时，可以抑制粘合剂粘度增加，因此在喷洒时和/或固化反应开始之前粘合剂的流动性可得到提高，粘合剂的交联可更稠密，从而提高所得到的由所述粘合剂构成的固化产品的强度，使粘合纤维的粘合力更强。
另外，当丙烯酸树脂是下列两种丙烯酸树脂的混合物时：重均分子量为1000至4000的丙烯酸树脂(A)和重均分子量为8000至20000的丙烯酸树脂(B)，更容易控制粘合剂的流动性，从而在制造由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的工艺中能容易地在以下两方面之间达到最优的平衡：(1)无机纤维表面的粘合剂的流动性和(2)在纤维聚集后防止粘合剂从无机纤维的表面掉落和/或防止由于粘合剂在纤维上的流动导致其不均匀沉积，这样提高了由使用该粘合剂的无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的各种物理性能的均衡性。
较好的是本发明用于无机纤维的水性粘合剂还含有一种选自蜡或混有重质基础油的蜡的水性分散体，按固体含量计粘合剂中所述水性分散体的量为每100质量份丙烯酸树脂和交联剂中含0.1至5质量份。
所述蜡以及混有重质基础油的蜡用作脱模剂、防尘剂和/或防水剂，作为脱模剂的作用是在制备由无机纤维制成的绝热和/隔音材料时避免其附着在制造设备上。具体地说，由于与酚醛树脂基粘合剂相比，丙烯酸树脂基粘合剂具有良好的对金属的粘附性，因此在对该粘合剂进行固化时，该粘合剂会与无机纤维一起附着在由金属制成的输送机等设备上，这会影响生产率。使用蜡或混有重质基础油的蜡，使粘合剂具备可脱模性，从而防止出现上述问题。
另外，较好的是本发明用于无机纤维的水性粘合剂还含有硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂在粘合剂中的含量为每100质量份丙烯酸树脂和交联剂中含0.1至2.0质量份。
在该实施方案中，由于硅烷偶联剂提高了无机纤维和粘合剂界面之间的附着力，因此提高了使用该粘合剂由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的各种物理性能。
另外，较好的是本发明用于无机纤维的水性粘合剂还含有无机酸的铵盐。
在该实施方案中，通过加入无机酸的铵盐，在固化粘合剂的步骤中的热量导致铵离子以氨的形式蒸发，而酸保留在粘合剂中，该酸中和从无机纤维中浸提的碱性组分，因此可防止粘合剂交联部分被水解，并且由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的各种物理性能在较长的时间内得以保持。
在本发明用于无机纤维的水性粘合剂中，较好的无机酸的铵盐是硫酸铵。在该实施方案中，在粘合剂固化时，硫酸铵对交联反应没有迟滞作用，能快速中和从无机纤维中浸提的碱性组分，因此可以防止由该粘合剂构成的固化产品因碱而发生水解。
另一方面，本发明还提供一种由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，该材料包括一种模制的无机纤维复合体，所述复合体包含上述本发明用于无机纤维的水性粘合剂，所述粘合剂被施加在复合体的无机纤维上，在无机纤维上的粘合剂通过加热而固化。
本发明由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料可以避免或减少在制造时排放甲醛，这种排放会对环境产生不良影响，因此可以在减少环境负担的情况下，得到由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，该材料与普通的该类材料相比，其各种物理性能毫不逊色。
综上所述，本发明给出了以下效果。
本发明用于无机纤维的水性粘合剂是一种不含甲醛的由丙烯酸树脂构成的粘合剂，因此该粘合剂可进行固化而在加热固化时不会释放甲醛。这样可以减少由制造工艺中排放废气而导致的环境负担。通过将酸值为350至850mgKOH/g的丙烯酸树脂与二烷醇胺结合，即使在弱酸至弱碱范围的pH条件下(例如pH为6.0至8.0范围)，加热固化也能相对快速进行，由于亚胺化和酯化反应，交联反应能大为改进，因此交联密度更高。而且，通过将交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比设定为0.8∶1至1.5∶1，丙烯酸树脂可与交联剂以合理的比例相互反应，因此可得到由所述粘合剂构成的强的固化产品，使用该粘合剂由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的各种物理性能都不会变差。另外，由于本发明用于无机纤维的水性粘合剂适宜于在弱酸至弱碱范围的pH条件下使用，不会发生上述现有技术经历的酸对制造设备产生的侵蚀，因此可以减少用于维护、设备、废液处理等的费用。
另外，在本发明用于无机纤维的水性粘合剂还含有无机酸的铵盐的实施方案中，在固化粘合剂步骤中的热量使铵离子以氨的形式蒸发，而酸保留在粘合剂中，该酸中和从无机纤维中浸提的碱性组分，因此可防止粘合剂中的交联部分被水解，并且由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的各种物理性能在较长的时间内得以保持。
另外，本发明由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料可通过使用本发明用于无机纤维的水性粘合剂得到，所述材料具有与通过使用普通的酚醛树脂基粘合剂得到的材料相类似的物理性能，而不会由于环境条件(如温度和湿度)减小材料的厚度(这与绝热和/或隔音性能相关)，也不会降低刚性(这与构造时自承性能相关)。所述材料可有利地用作房屋、建筑物等的绝热材料或隔音材料，或者用作真空绝热材料的芯部材料。
发明实施方案的详细说明
本发明用于无机纤维的水性粘合剂是一种水溶性组合物，包括酸值为350至850mgKOH/g的丙烯酸树脂、含有至少一种二烷醇胺的交联剂以及固化促进剂。
在本发明用于无机纤维的水性粘合剂的较好的实施方案中，所述水溶性组合物还包含无机酸的铵盐。
本发明用于无机纤维的水性粘合剂中所用的丙烯酸树脂是通过一种或多种选自烯类不饱和羧酸的单体进行聚合而得到的。
烯类不饱和羧酸单体的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、富马酸、马来酸、2甲基马来酸、衣康酸、2-甲基衣康酸、α，β-亚甲基戊二酸、马来酸单烷基酯、富马酸单烷基酯、马来酐、丙烯酸酐、邻苯二甲酸单(甲基)丙烯酰氧基乙酯(β-(meth)acryloyloxyethylene hydrogen phthalate)、马来酸单(甲基)丙烯酰氧基乙酯和琥珀酸单(甲基)丙烯酰氧基乙酯。从容易控制丙烯酸树脂的分子量方面考虑，较好的是使用丙烯酸。当将丙烯酸树脂的酸值调节至700mgKOH/g或更高的高区时，较好的是使用马来酸或富马酸。
另外，在调节丙烯酸树脂的酸值时，可以将不含羧基的烯类不饱和单体与上述烯类不饱和羧酸一起使用。
不含羧基的烯类不饱和单体的实例包括：丙烯酸类单体，例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、(甲基)丙烯酸正十八烷酯、二甘醇乙醚(甲基)丙烯酸酯、3-甲氧基(甲基)丙烯酸甲酯、3甲氧基(甲基)丙烯酸乙酯、3-甲氧基(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、丙烯酸四氢化糠酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸4-羟基丁酯、多元醇的单(甲基)丙烯酸酯(其为三价或更高价)、(甲基)丙烯酸氨基烷酯、(甲基)丙烯酸N-烷基氨基烷酯和(甲基)丙烯酸N，N-二烷基氨基烷酯；乙烯基类单体，例如乙烯基烷基醚、N烷基乙烯基胺、N，N-二烷基乙烯基胺、N-乙烯基嘧啶、N-乙烯基咪唑和N-(烷基)氨基烷基乙烯基胺；酰胺类单体，例如(甲基)丙烯酰胺、N-烷基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二烷基(甲基)丙烯酰胺、N，N-二烷基氨基烷基(甲基)丙烯酰胺、双丙酮(甲基)丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮；酯族不饱和烃类，例如乙烯、丙烯、异丁烯、异戊二烯和丁二烯；苯乙烯类单体，例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、乙烯基甲苯、对羟基苯乙烯和对乙酰氧基苯乙烯；乙烯基酯类单体，例如乙酸乙烯酯和丙酸乙烯酯；丙烯腈；以及(甲基)丙烯酸缩水甘油酯。其中任何一种单体可以单独使用，也可以两种或两种以上组合使用。然而要注意的是对于本发明的丙烯酸类树脂应避免使用N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺和甲基-N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺，这是因为它们在加热发生交联反应时会释放出甲醛。
丙烯酸类树脂的酸值必须为350至850mgKOH/g，较好的是450至750mgKOH/g，更好的是550至750mgKOH/g。如果丙烯酸类树脂的酸值小于350mgKOH/g，则通过对水性粘合剂进行加热固化得到的固化产品具有稀松(rough)的交联结构，因此由所述粘合剂构成的固化产品的强度和刚性会降低。因此，得到的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料在其压缩包装打开时的厚度恢复能力(下文中简称为“恢复性能”)下降，而且用作板材所需的刚性也下降。这种材料的绝热、隔音或自承(即建筑上的可用性)能力都会变差。另一方面，如果丙烯酸类树脂的酸值大于850mgKOH/g，则粘合剂固化之后的交联结构会过于稠密，使粘合剂变脆。因此，当该粘合剂用作用于由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的粘合剂时，该粘合剂可能仅具有一种性能，这是不能令人满意的。另外，在得到的材料中，未作用的羧基在固化之后仍然残留在固化产品中，可能会在高湿度下吸附湿气，从而导致纤维之间的粘合力下降。需要注意的是在本发明中，丙烯酸树脂的酸值以中和一克(1g)丙烯酸树脂所需的氢氧化钾的毫克数表示。
在本发明中，较好的是丙烯酸树脂为(1)重均分子量为1000至15000的丙烯酸树脂，或者(2)下列两种丙烯酸树脂的混合物：重均分子量为1000至4000的丙烯酸树脂(A)和重均分子量为8000至20000的丙烯酸树脂(B)。
在(1)的情况下，即丙烯酸树脂的重均分子量为1000至15000时，较好的是丙烯酸树脂的重均分子量为2000至10000，更好的是2000至4000。如果丙烯酸树脂的重均分子量大于15000，则在施用粘合剂之后随着水分蒸发，粘合剂的粘度会大为增大，而且当将粘合剂施用于无机纤维时或施用之后，粘合剂的流动性会变差，因而难以将粘合剂均匀地施用于无机纤维。另外，附着于无机纤维的粘合剂会成为高粘性的。如果附着于无机纤维的粘合剂的粘性高，则粘附有粘合剂的纤维会粘附到生产设备上。在有些情况下，在生产设备上的粘附会形成污染团聚物滞留在生产线上和/或滞留在作为产物的绝热和/或隔音材料表面的纤维上，由此造成所获得的产品的外观变差以及所获得的产品的厚度部分不足的问题。另一方面，如果丙烯酸树脂的重均分子量小于1000，则粘合剂组分会在加热固化时蒸发成气体，造成附着在无机纤维上粘合剂的量减少。因此，使用该粘合剂获得的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的各种物理性能会变差。由于在材料生产过程中在丙烯酸树脂聚合时该粘合剂必然会减少聚合度，因此会导致另一种环境负担，即烯类不饱和单体会残留并产生气味。
当丙烯酸聚合物的重均分子量在上述范围之内时，可容易地调节用于无机纤维的水性粘合剂的粘度，而且在将粘合剂施用于无机纤维时或施用之后，粘合剂的流动性良好，因此可以防止附着于无机纤维的粘合剂的量发生波动。另外，在由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的生产中，在很多情况下，将粘合剂施加到纤维的步骤是在用离心成型等方法进行纤维化之后立即在200至350℃的高温气氛下进行的。在这样的气氛中，当丙烯酸聚合物的重均分子量在上述范围之内时，可以使粘合剂中的水分有利地蒸发。
丙烯酸树脂的重均分子量不仅与粘合剂的流动性相关，而且也与固化之后的交联密度相关。虽然丙烯酸树脂具有相同的酸值，如果它们的分子量不同，由这些粘合剂构成的固化产品的强度也不同，因此得到的绝热和/或隔音材料的物理性能也各不相同。例如，当丙烯酸树脂的重均分子量减小时，由该粘合剂构成的固化产品会变脆，而且在某些情况下，不能得到所需的物理性能。另一方面，如果丙烯酸树脂的重均分子量在上述范围内，在以下两方面之间的平衡能容易地达到最优化：(1)粘合剂的流动性和(2)由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的各种物理性能。
另外，当丙烯酸树脂处于上述(2)的情况时，即当丙烯酸树脂是重均分子量为1000至4000的丙烯酸树脂(A)和重均分子量为8000至20000的丙烯酸树脂(B)的混合物时，较好的是丙烯酸树脂(A)和丙烯酸树脂(B)的质量比为60∶40至90∶10，更好的是75∶25至90∶10。
降低丙烯酸树脂的分子量能提高粘合剂的流动性，但也会产生下列问题：在对无机纤维进行纤维化和施用粘合剂之后的纤维聚集的步骤中，由于用于沉积纤维的吸扬设备的缘故而使粘合剂从无机纤维表面跌落；由于粘合剂容易流动的缘故而产生粘合剂发生偏向而附着在产品的下部；或者在固化炉热空气的影响下在固化即将开始之前粘合剂的流动发生偏向而附着在产品的下部和/或上部。另外，使用一种具有相对较大重均分子量的丙烯酸树脂而达到最优化也是可能的。然而，提高丙烯酸树脂的重均分子量会导致粘合剂固化速率的下降，因而需要延长粘合剂的固化时间，或者提高固化温度，因此产率会受到不利影响，或者会降低经济效益。
通过使用两种具有不同的重均分子量的丙烯酸树脂，即组合使用上述的丙烯酸树脂(A)和上述丙烯酸树脂(B)，可以防止由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料中附着于无机纤维上的粘合剂量产生波动而不会降低粘合剂的固化速率，所述附着量的波动是在纤维聚集步骤和随后的步骤中由于粘合剂的流动造成的。
本发明用于无机纤维的水性粘合剂中所用的交联剂是含有至少一种二烷醇胺的交联剂。
在强酸性的情况下，羟基和羧基之间的反应以足够快的速率进行，因此对于多元醇没有特别的限制，各种多元醇都可以使用。另一方面，在弱酸性至弱碱性的情况下，羧基和羟基之间的反应以中等的速度进行，所以交联反应难以进行。因此羧基和羟基会残留在由所述粘合剂构成的固化产品中，从而当该粘合剂用于由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料时，该材料的各种物理性能会变差。
另一方面，二烷醇胺是一种多元醇，其具有一个亚氨基和两个伯羟基。当比较亚氨基和羟基与羧基的反应性时，亚氨基会比羟基更快地进行反应。
因此，通过使用二烷醇胺作为交联剂，可以提高与羧基的反应性，并且在弱酸性至弱碱性的情况下可以使与羧基的反应性达到最佳。
本发明中可用的二烷醇胺的实例包括二乙醇胺和二异丙醇胺。从经济方面考虑，特别优选的是二乙醇胺。
作为交联剂，本发明用于无机纤维的水性粘合剂可包含二烷醇胺之外的多元醇与所述二烷醇胺组合使用。
对于上述多元醇没有特别的限制，但较好的是水溶性多元醇，其具体实例包括酯族多元醇，例如1，2-乙二醇(即乙二醇)及其二聚体或三聚体、1，2-丙二醇(即丙二醇)及其二聚体或三聚体、1，3丙二醇、2，2-甲基-1，3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2-甲基-2，4-丁二醇、1，5-戊二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、2-甲基-2，4-戊二醇、1，6-己二醇、1，4-环己二醇、2-乙基-1，3-己二醇、2-羟甲基-2-甲基-1，3-丙二醇、2-乙基-羟甲基-2-甲基-1，3-丙二醇、1，2，6-己三醇和2，2-二(羟基甲基)-2，3-丙二醇；三烷醇胺，例如三乙醇胺和三异丙醇胺；糖类，例如葡萄糖、果糖、甘露糖醇、山梨糖醇和麦芽糖醇；由上述多元醇与邻苯二甲酸、己二酸、壬二酸等得到的聚酯多元醇；聚乙二醇；聚丙二醇；以及丙烯酸树脂类多元醇。这些多元醇都可以单独使用，或者两种或两种以上组合使用。其中三烷醇胺是优选的，这是因为它们具有高的沸点，并且几乎不会升华。
在二烷醇胺和多元醇的组合中，对于多元醇在交联剂中的含量没有特别的限制，可以根据所用的用于无机纤维的水性粘合剂的pH进行适当调节。较好的是每100质量份二烷醇胺中所述多元醇的含量小于200质量份，更好的是小于100质量份。如果交联剂中每100质量份二烷醇胺中所述多元醇的含量小于200质量份，则即使在弱酸性或弱碱性的条件下粘合剂的交联反应也能充分进行。
在本发明用于无机纤维的水性粘合剂中，丙烯酸树脂和交联剂的含量必须使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中的羧基总数的摩尔比达到0.8∶1至1.5∶1，较好的是0.9∶1至1.2∶1，更好的是0.95∶1至1.1∶1。如果上述摩尔比小于0.8∶1，则在粘合剂固化之后丙烯酸树脂中的羧基会发生残留。另一方面，如果该摩尔比超过1.5∶1，则在粘合剂固化之后交联剂中的二烷醇胺会发生残留。因此，由于环境因素，得到的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的物理性(如耐水性)能会变差，而且由于丙烯酸树脂或二烷醇胺的过剩部分而使经济效益变差。
当交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中的羧基总数的摩尔比在上述范围之内时，具有合适比例的丙烯酸树脂和交联剂可通过粘合剂固化形成交联结构，因此由上述粘合剂构成的固化产品具有高的强度，且所得到的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的各种物理性能达到最佳。
本发明用于无机纤维的水性粘合剂中所用的固化促进剂包括那些能促进上述丙烯酸树脂中的羧基和上述二烷醇胺中的亚氨基或羟基之间的亚胺化反应或酯化反应的促进剂，较好的是水溶性的促进剂。
这样的固化促进剂的实例包括次磷酸盐，例如次磷酸钠、次磷酸钾、次磷酸钙和次磷酸镁；有机磷化合物，例如三(3-羟基丙基)膦；季磷盐，例如四乙基鏻盐、三乙基苄基鏻盐、四正丁基鏻盐和三正丁基甲基鏻盐；路易斯酸化合物，例如三氟化硼胺配合物、氯化锌、氯化铝和氯化镁；以及水溶性有机金属化合物，例如乳酸钛、三乙醇胺合钛和乙酸锆。其中任何一种都可以单独使用，或者也可以两种或两种以上组合使用。其中较好的是次磷酸钙和三(3-羟基丙基)膦，这是因为即使用量很少它们也具有良好的促进固化作用，而且如果残留在产品中，它们也不会使固化的粘合剂产品的耐水性变差。
按固体含量计，每100质量份丙烯酸树脂和交联剂中固化促进剂的含量较好为0.1至10质量份，更好为0.5至5质量份。
当丙烯酸树脂用二烷醇胺交联时，本发明用于无机纤维的水性粘合剂形成酰亚氨键或酯键。由于这些键会被从无机纤维中浸提的碱性组分水解，所以当该由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料使用一长段时间后，该粘合剂使无机纤维相互粘合的粘合力会减小。
另外，较好的是本发明用于无机纤维的水性粘合剂还含有无机酸的铵盐。
也就是说，经过固化步骤中的加热，粘合剂铵离子蒸发成氨，所述无机酸的铵盐以酸的形式保留在粘合剂中，因此所含的无机酸的铵盐可中和从无机纤维中浸提的碱性组分。由此可以防止粘合剂的交联部分发生水解，因此该由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的各种物理性能能保持较长的时间。
无机酸的铵盐的实例包括硫酸铵、硝酸铵、亚硫酸铵、磷酸铵、偏磷酸铵、亚磷酸铵、次磷酸铵、多磷酸铵、氯化铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、碳酸氢铵、硫代硫酸铵、次硫酸铵、氯酸铵、过氧硫酸氢铵和硫酸铝铵。较好的是硫酸铵，这是因为碱性组分被中和之后它不会提供碱性，而且它能以很小的用量就能抑制粘合剂水解。
每100质量份丙烯酸树脂和交联剂中无机酸的铵盐的含量较好为0.1至5质量份，更好为1至3质量份。如果无机酸铵盐的含量小于0.1质量份，则不能充分中和浸提的碱性组分，而无机酸铵盐的含量如果大于5质量份，则对于中和浸提的碱性组分是过量的，而且是不希望的，这是因为在某些情况下由该粘合剂构成的固化产品的耐水性会变差。
较好的是在本发明用于无机纤维的水性粘合剂中使用一种水性分散体，所述水性分散体是至少一种选自蜡或混有重质基础油的蜡的水性分散体。
一般来说，丙烯酸树脂与酚醛/甲醛类树脂相比，对金属具有更好的粘附性，因此在对粘附在无机纤维上的粘合剂进行固化时，粘合剂会附着在诸如输送机等设备上，同时无机纤维在某些情况下会附着在生产设备上。这样会使得到的无机纤维产品的表面不均匀，从而破坏产品的外观。另外，还必须在高温下进行繁重的工作，以去除附着在生产设备上的无机纤维等物，这样就会影响产率。通过在粘合剂中掺入蜡或混有重质基础油的蜡，在制备由无机纤维制成的绝热和/隔音材料时这些组分均可起脱模剂的作用，从而解决了上述问题。与此同时所述蜡以及混有重质基础油的蜡会保留在由所述粘合剂构成的固化产品中，从而提高了绝热和/隔音材料的防水性。
对于蜡虽然没有严格的定义，但一般是指在室温下为固体，而当加热至40℃或更高温度时为液体，且具有相对高的流动性的物质。其具体实例包括动物蜡，例如蜂蜡、羊毛脂蜡和虫胶蜡；植物蜡，例如加洛巴蜡、日本蜡、米蜡(rice wax)和小烛树蜡；矿物蜡，例如褐煤蜡和地蜡；石油蜡，例如石蜡和微晶蜡；以及合成石油蜡，例如费-托蜡(Fischer-Tropsch wax)、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚碳酸酯蜡、椰子油脂肪酸酯、牛脂酸酯(tallowate esters)、硬脂酸酰胺、十七酮(diheptadecyl ketone)和硬化蓖麻油。所有这些蜡可以单独使用，也可以两种或两种以上组合使用。从经济方面考虑，其中较好的是石蜡、聚乙烯蜡和聚丙烯蜡。
所用的重质基础油由石蜡或环烷烃构成，其为具有15至120个碳原子的酯族烃。所述重质基础油具有与蜡相类似的化学结构，并且具有高的流动性，所以它们也可以用作蜡的增塑剂。因此，使用所述重质基础油可在水性粘合剂加热固化时提高蜡的流动性，并且可以将蜡和重质基础油均匀地施用于无机纤维的表面，因而可以减少由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的脱模性或防水性的波动。
根据粘度对重质基础油进行分类，粘度级别(VG)在320mm2/s至680mm2/s范围的重质基础油可较好地用于本发明。在具有相对较低粘度(例如VG小于320mm2/s)的重质基础油中，具有30或更少碳原子(尤其是20或更少碳原子)的组分的量会增加。这些组分会在粘合剂固化时会蒸发。另一方面，当重质基础油的粘度高(如VG大于680mm2/s)时，在所述重质基础油乳化时需要较长时间使其与分散剂进行混合，这样就会影响产率。
当所述蜡与重质基础油组合使用时，对于蜡和重质基础油的质量比没有特别的限制，但较好的是蜡∶重质基础油为40∶60至95∶5。如果重质基础油的比例大于60质量％，则在室温下防水剂的流动性增加，因此在某些情况下，得到的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料在使用一段时间之后，其防水性会下降。另一方面，如果重质基础油的质量比小于5质量％，则使用高熔点的蜡会减小所述蜡的增塑作用，因而得到的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料会出现防水性波动。因此，更好的是根据所要使用的蜡的熔点或者根据所需要的防水性能适当地调节所使用的重质基础油的质量比。
一般来说，蜡和重质基础油为疏水物，因此当将蜡或混有重质基础油的蜡加入粘合剂时，较好事先将其分散或乳化在水中，以提高溶混性。
用于将蜡和重质基础油分散在水中的分散剂没有特别的限制，包括各种表面活性剂或水溶性树脂。较好的是根据需要对分散剂的种类和用量进行适宜地设定。
按水性分散体的固体含量计，粘合剂中所含的选自蜡或混有重质基础油的蜡的量为每100质量份丙烯酸树脂和交联剂中含0.1至5质量份，更好的是0.5至3质量份，特别好的是0.5至2质量份。如果蜡或混有重质基础油的蜡的含量小于0.1质量份，则脱模性和防水性没有明显改善。另一方面，如果蜡或混有重质基础油的蜡的含量大于5.0质量份，则防水性并未随含量的增加而按比例相应提高，这是不经济的，因而是不理想的。
另外，较好的是本发明由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料还含有硅烷偶联剂。所述硅烷偶联剂作用在无机纤维和粘合剂的界面上，能提高粘合剂对无机纤维的粘合力。
本发明中所用的硅烷偶联剂的实例包括氨基硅烷偶联剂，例如γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷和γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷；以及环氧硅烷偶联剂，例如γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷和γ(2，3-环氧丙氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷。这些偶联剂可以单独使用，也可以两种或两种以上组合使用。
每100质量份丙烯酸树脂和交联剂中硅烷偶联剂的含量较好为0.1至2.0质量份。
本发明的用于无机纤维的水性粘合剂中根据需要还可以加入防尘剂、着色剂等。
本发明的用于无机纤维的水性粘合剂可通过以下方法制备：在装有搅拌器的容器(如溶解器)中将丙烯酸树脂、交联剂和固化促进剂以及任选的选自蜡或混有重质基础油的蜡的水性分散体、任选的硅烷偶联剂等混合在一起。
水性粘合剂的形式包括乳液、胶态分散体和水溶性组合物。在乳液以及胶态分散体中分散的树脂和水之间的溶混性较差，且具有以下特性，即当介质水蒸发时会形成薄膜。如果粘合剂中的树脂组合物在固化之前形成薄膜，则粘合剂在无机纤维表面的流动性会变差，因此不能得到由均匀地附着有粘合剂的无机纤维制成的绝热和/或隔音材料。另外，在很多部分会发生纤维与粘合剂的粘性下降，因而会难以保持产品形状。而且，一旦介质水蒸发后形成薄膜，胶态分散体或乳液很难恢复成水性材料，因此如果该粘合剂附着于生产设备等，则清洗工作会很繁重，产率会下降。
另一方面，当所述水性粘合剂是水溶性组合物时，上述问题几乎不会发生，这是因为不会因为水的蒸发而形成薄膜。因此，较好的是本发明用于无机纤维的水性粘合剂制备成水溶性组合物。
在此所用的术语“乳液”是指通过在除树脂组分之外的乳化剂(例如表面活性剂)中乳化树脂组分而得到的制剂，而术语“胶态分散体”是指一种分散体，其中树脂组分通过树脂组分中的官能团的作用分散在水中。两者都具有奶白色的外观。另一方面，术语“水溶性组合物”是指其中的树脂组分完全溶解在水中的制剂，其外观是透明的或接近透明的。
另外，需要通过使用挥发性碱性化合物将用于无机纤维的粘合剂的pH调节至pH6.0至8.0，较好6.0至7.0，更好为6.0至6.5。如果用于无机纤维的水性粘合剂的pH小于6.0，则产生设备在长期使用之后会被腐蚀。而且，还会发生处理废水的费用。另一方面，如果用于无机纤维的粘合剂的pH大于8.0，则粘合剂中的交联反应缓慢，因此固化不完全，或者需要长时间加热以完成交联反应。这样会影响产率。这也会影响得到的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的各种物理性能(如恢复性和自承性)。当用于无机纤维的水性粘合剂的pH在上述范围之内时，可以防止发生对生产设备的腐蚀，并且易于进行废水处理，因此降低了维护费用。
用于调节pH的挥发性碱性化合物包括氨水或胺。从固化时产生气味方面考虑，较好的是使用氨水。
另外，用于无机纤维的水性粘合剂的固体含量较好为5至40质量％，更好为10至30质量％。如果所述固体含量小于5质量％，则含水量过高，因而在某些情况下固化步骤会进行较长时间，因此影响产率。如果所述固体含量超过40质量％，则粘度过高，因而粘合剂的流动性下降。
下面对本发明由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料进行说明。
本发明由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料是通过以下方法获得的：将上述用于无机纤维的水性粘合剂施用于无机纤维，通过对粘合剂进行加热固化使其成形。
本发明由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料可以通过下述方法制备。首先用纤维化装置使熔融的无机材料纤维化，然后立即将上述用于无机纤维的粘合剂施用于所述无机纤维。随后将附有所述用于无机纤维的粘合剂的无机纤维放置在多孔输送机上形成用于由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的大块中间体(纤维聚集步骤)。将所述中间体放入一组多孔输送机或类似物之间的空间中(所述输送机隔一定距离垂直排列，使得到的产物具有所需要的厚度)，并通过输送机挤压进行加压的同时加热，由此通过固化用于无机纤维的水性粘合剂可得到所需厚度，从而形成由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料(固化步骤)。如果需要，可以施加覆面材料等，然后将所述由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料切割成所需的宽度和长度，得到产品。
下面对各步骤作更详细的说明。
用于本发明由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的无机纤维没有特别的限制，可以使用通常用于绝热和/或隔音材料的玻璃棉、石棉等。适用的对无机纤维进行纤维化的方法的实例包括各种方法，例如火焰吹拉法、吹汽法或吹气法以及离心成型法(也称为“旋纺法(rotary spin method)”)。具体地说，当无机纤维为玻璃棉时，较好使用离心成型法。需注意的是，由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的目标密度可以是通常绝热和/或隔音材料所用的密度，该密度较好为5至300kg/m3。
为了向无机纤维施用粘合剂，使用喷雾装置等施用或喷洒粘合剂。可用与用于常规的不含防水剂的粘合剂相类似的方法对粘合剂的施用量进行调节。粘合剂的施用量可根据由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的密度和用途而变化，但以粘合剂固体计较好为0.5至15质量％，更好为0.5至9质量％，按带有粘合剂的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的质量计。
将粘合剂施用于由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的时间可以纤维化之后的任何时间。但从施用粘合剂的效率考虑，较好的是在纤维化之后立即施用粘合剂。
将用上述步骤施用粘合剂的无机纤维放置在多孔输送机上，形成大块的无机纤维中间体。当上述纤维放置在多孔输送机上时，较好的是用吸扬设备从多孔输送机上相对于放置无机纤维的另一端对无机纤维进行抽吸。
此后，将在多孔输送机上连续移动的所述无机纤维中间体送入一组多孔输送机之间的空间中，所述输送机隔一定距离垂直排列，使得到的产物具有所需要的厚度，同时用加热的热空气对所述粘合剂进行固化，并将由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料模制成垫料，然后将其切割成所需的宽度和长度。
对粘合剂进行加热固化的温度没有特别的限制，但较好的是200至350℃。根据由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的密度和厚度，将加热固化的时间调节至适宜的30秒至10分钟。
本发明由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料可以以其本身的形态使用。或者，它也可以在覆盖覆面材料后使用。适用的覆面材料的实例包括纸材、合成树脂薄膜、金属箔、非织造织物、机织织物或这些材料的组合。
在粘合剂加热固化时，如此得到的本发明由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料不会释放出甲醛，与普通的酚醛/甲醛基粘合剂相比，具有低的环境负担。
实施例
下面通过实施例对本发明作更详细的说明。需要注意的是在下面的叙述中，除非另有特别说明，否则所有的份数和百分数都是以质量计。
试验实施例1
用下述方法对由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的性能进行评估，所述绝热和/或隔音材料是使用下面实施例1至13制得的用于无机纤维的水性粘合剂形成的，所述性能包括恢复性能、甲醛释放量以及撕裂负荷。得到的结果汇总列于下面的表1中。
实施例1
将由苯乙烯和马来酸组成的酸值为710mgKOH/g，重均分子量为14000的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为35％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、49.9份作为交联剂的二乙醇胺以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钙混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.0∶1，并用25％的氨水将pH调节至6.0，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，得到实施例1的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例2
将由丙烯酸、马来酸和丙烯酸甲酯组成的酸值为690mgKOH/g，重均分子量为1500的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为40％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、52.7份作为交联剂的二乙醇胺以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钠混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.05∶1，并用25％氨水将pH调节至6.5，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入5.0份石蜡水性分散液(按该水性分散体的固体含量计)，所述石蜡水性分散液的固体含量为40％，得到实施例2的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例3
将由丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸甲酯组成的酸值为380mgKOH/g，重均分子量为7800的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为45％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、28.5份作为交联剂的二-正丙醇胺以及4.0份作为固化促进剂的三-(3-羟基丙基)膦混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到0.95∶1，并用25％氨水将pH调节至6.0，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.2份γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入4.0份石蜡水性分散液(按该水性分散体的固体含量计)，所述石蜡水性分散液的固体含量为40％，得到实施例3的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例4
将由丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸甲酯组成的酸值为560mgKOH/g，重均分子量为17500的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为30％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、38.4份作为交联剂的二乙醇胺以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钙混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.10∶1，并用25％氨水将pH调节至6.5，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到12％，得到实施例4的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例5
将由丙烯酸、马来酸和丙烯酸甲酯组成的酸值为690mgKOH/g，重均分子量为1500的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为45％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、作为交联剂的30份三乙醇胺和25.5份二乙醇胺以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钠混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.0∶1，并用25％氨水将pH调节至6.0，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入5.0份水性分散液(按该水性分散体的固体含量计)，该水性分散液中固含量为40％的烯烃蜡(olefin wax)与粘度级别为320mm2/s的重质基础油的比例(按固体计)为1∶1，所述烯烃蜡水性分散液的固体含量为40％，得到实施例5的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例6
将由丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸甲酯组成的酸值为380mgKOH/g，重均分子量为7800的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为40％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、35.5份作为交联剂的二乙醇胺以及4.0份作为固化促进剂的三(3-羟基丙基)膦混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.5∶1，并用25％氨水将pH调节至6.0，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.2份γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入4.0份石蜡的水性分散液(按该水性分散体的固体含量计)，所述石蜡水性分散液的固体含量为40％，得到实施例6的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例7
将由丙烯酸和丙烯酸甲酯组成的酸值为630mgKOH/g，重均分子量为3900的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为45％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、52.3份作为交联剂的二正丙醇胺以及7.0份作为固化促进剂的次磷酸钙混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.05∶1，并用25％的氨水将pH调节至7.0，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.2份γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到18％，然后加入4.0份石蜡水性分散液(按该水性分散体的固体含量计)，所述石蜡水性分散液的固体含量为40％，得到实施例7的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例8
将由丙烯酸、马来酸和丙烯酸甲酯组成的酸值为690mgKOH/g，重均分子量为1500的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为40％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、74.8份作为交联剂的三乙醇胺以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钙混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.05∶1，并用25％的氨水将pH调节至6.5，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入5.0份石蜡水性分散液(按该水性分散体的固体含量计)，所述石蜡水性分散液的固体含量为40％，得到实施例8的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例9
将由苯乙烯和马来酸组成的酸值为710mgKOH/g，重均分子量为14000的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为35％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、49.1份作为交联剂的季戊四醇以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钙混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.0∶1，并用25％的氨水将pH调节至6.0，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，得到实施例9的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例10
将由丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸甲酯组成的酸值为380mgKOH/g，重均分子量为7800的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为40％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、47.3份作为交联剂的二乙醇胺以及4.0份作为固化促进剂的三-(3-羟基丙基)膦混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到2.0∶1，并用25％的氨水将pH调节至6.0，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.2份γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入4.0份石蜡水性分散体(按该水性分散体的固体含量计)，所述石蜡水性分散体的固体含量为40％，得到实施例10的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例11
将由丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸甲酯组成的酸值为280mgKOH/g，重均分子量为35000的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为30％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、19.2份作为交联剂的二乙醇胺以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钙混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.10∶1，并用25％的氨水将pH调节至6.5，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到10％，得到实施例11的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例12
用25％氨水中和由丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸甲酯组成的酸值为80mgKOH/g，重均分子量为240000的丙烯酸树脂，得到一种胶状分散体(其固体含量为28％)，以固体含量计，将100份上述胶状分散体、5.5份作为交联剂的二乙醇胺以及3.0份作为固化促进剂的次磷酸钙混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.10∶1，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到10％，得到实施例12的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例13
在一敞开的带有溶解器的容器中，按固体含量计，将100份分散在水中的含有10％或更少的单体、80％或更多的二聚体和1％或更少的单体酚的甲阶酚醛树脂类酚醛树脂前体组合物、0.2份作为偶联剂的γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、1.0份作为固化促进剂的硫酸铵以及450份水混合在一起。在搅拌的同时，用水进行稀释，使固体含量达到15％，得到实施例13的用于无机纤维的水性粘合剂。
恢复性能评估
将实施例1至13的用于无机纤维的水性粘合剂各自通过喷雾的方式以预定的粘合剂附着量施用于玻璃纤维上，所述玻璃纤维用离心成形法(centrifugalforming method)已进行纤维化。然后在用吸扬设备进行抽吸的同时，将所述玻璃纤维放置在多孔输送机上，形成由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的中间体。将各中间体在260℃的热空气中加热3分钟，使粘合剂固化，得到由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，该绝热和/或隔音材料是密度为16kg/m3、厚度为100mm且粘合剂附着量为3.0％的玻璃绒。然后对所述玻璃绒进行压制，直至玻璃绒的厚度减至1/8，将其放入低密度聚乙烯袋中。在此状态下，将所述玻璃绒保持在40℃的温度及95％的湿度的环境中。在第1、14和28天，打开每一个袋子，测定玻璃绒的恢复厚度，与玻璃绒的起始厚度进行比较以作评估。
甲醛释放量的评估
将在上述评估恢复性能中所用的用于玻璃绒的粘合剂固化时产生的气体分别收集在4升的气味袋中，用气体探测器测定甲醛释放量。
当用实施例13的酚醛树脂类粘合剂得到的玻璃绒固化时，测得的甲醛为40ppm。另一方面，当用实施例1至12中的任何一种含丙烯酸树脂的粘合剂得到的玻璃绒固化时，没有测到甲醛。
撕裂负荷的评估
将实施例1至13的用于无机纤维的水性粘合剂通过喷雾的方式以预定的粘合剂附着量施用于玻璃纤维上，所述玻璃纤维用离心成形法(centrifugalforming method)已进行纤维化。然后在用吸扬设备进行抽吸的同时，将所述玻璃纤维放置在多孔输送机上，形成由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的中间体。将各中间体在260℃的热空气中加热5分钟，使粘合剂固化，得到由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，该绝热和/或隔音材料为密度为32kg/m3、长度为1350mm、宽度为430mm、厚度为50mm且粘合剂附着量为6.0％的玻璃绒板。然后，用万能试验机的卡盘在厚度方向夹住各32kg/m3玻璃绒板的边缘部分，以1m/分钟的速度测定撕裂负荷。需注意的是对于使用实施例11粘合剂的玻璃绒板，观察到由于粘合剂的粘性和无机纤维的附着而导致的在多孔输送机上的大量污染，所述多孔输送机用于形成由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料中间体。另外，对于使用实施例12粘合剂的玻璃绒板，当玻璃绒固化时，观察到在输送机上附着有一层薄的无机纤维。
表1
| 恢复 | 甲醛释放 | 撕裂负 |
| 起始厚度(mm) | 第1天(mm) | 第14天(mm) | 第28天(mm) | 量(ppm) | 荷(kgf) | |
| 实施例1 | 100.5 | 100.5 | 100.2 | 100.3 | 未测到 | 14.5 |
| 实施例2 | 101.2 | 101.0 | 100.9 | 100.5 | 未测到 | 14.7 |
| 实施例3 | 104.5 | 104.6 | 105.4 | 105.2 | 未测到 | 12.8 |
| 实施例4 | 100.8 | 100.8 | 100.5 | 100.2 | 未测到 | 13.4 |
| 实施例5 | 101.3 | 101.2 | 100.9 | 100.9 | 未测到 | 14.8 |
| 实施例6 | 105.4 | 104.6 | 104.3 | 104.2 | 未测到 | 13.1 |
| 实施例7 | 107.8 | 107.5 | 106.4 | 106.4 | 未测到 | 14.0 |
| 实施例8* | 105.4 | 104.6 | 124.5 | 135.7 | 未测到 | 14.5 |
| 实施例9* | 100.8 | 99.7 | 118.5 | 127.4 | 未测到 | 13.8 |
| 实施例10* | 104.6 | 97.5 | 96.1 | 93.4 | 未测到 | 9.4 |
| 实施例11* | 108.4 | 92.5 | 87.5 | 83.4 | 未测到 | 8.7 |
| 实施例12* | 118.9 | 115.8 | 124.8 | 137.4 | 未测到 | 4.6 |
| 实施例13* | 108.4 | 104.5 | 103.4 | 102.4 | 40 | 14.8 |
符号“*”是指该实施例在本发明的范围之外。
上述结果说明了以下问题。
使用实施例8或9的用于无机纤维的水性粘合剂制得的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料与采用实施例1至7粘合剂制得的材料具有相当的撕裂负荷性能，而材料的恢复厚度随时间而增加，且粘合剂对纤维的粘合力在高温和高湿度下随时间而变差，因此恢复性能较差。
使用实施例10粘合剂的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料中，过量的交联组分对于材料吸湿性能具有不利影响，因此与使用实施例1至7粘合剂的材料相比，撕裂强度较差。另外，由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的恢复厚度随时间而增加，因此恢复性能较差。
使用实施例11或12的用于无机纤维的粘合剂的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料中，丙烯酸树脂的酸值在本发明的范围之外，粘合剂的交联密度不够充分，不能给出足够的强度，因此与使用实施例1至7粘合剂的材料相比，撕裂强度较差，恢复性能较差。尤其是使用实施例12的用于无机纤维的粘合剂的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，在生产时粘合剂和无机纤维对固化输送机具有粘性，这意味着作为胶状分散体特性的成膜性首先显现。因此，所述材料具有极差的恢复性和撕裂强度。
另一方面，使用实施例1至7的用于无机纤维的水性粘合剂的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，当所述粘合剂固化时，不释放甲醛，而且具有与实施例13无机纤维(它使用酚醛树脂类粘合剂)制得的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料相当的恢复性能和撕裂强度。其中，实施例1、2和5的材料各为使用酸值约为700mgKOH/g的丙烯酸树脂得到的，具有高的撕裂强度。
试验实施例2
用下述方法评价由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的甲醛释放量以及撕裂负荷等性能，所述绝热和/或隔音材料各自是使用下面实施例14至27的用于无机纤维的水性粘合剂制得的。得到的结果汇总列于下面的表2中。
实施例14
将由丙烯酸和丙烯酸甲酯组成的酸值为690mgKOH/g，重均分子量为2000的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为45％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、52.7份作为交联剂的二乙醇胺以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钠混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.05∶1，并用25％氨水将pH调节至6.5，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂以及2.0份硫酸铵，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入5.0份石蜡水性分散体(按固体含量计)，所述石蜡水性分散体的固体含量为40％，得到实施例14的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例15
将由苯乙烯和马来酸组成的酸值为710mgKOH/g，重均分子量为14000的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为35％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、49.9份作为交联剂的二乙醇胺以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钙混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.0∶1，并用25％氨水将pH调节至6.0，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂和3.0份硫酸铵，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，得到实施例15的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例16
将由丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸甲酯组成的酸值为380mgKOH/g，重均分子量为7800的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为45％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、28.5份作为交联剂的二-异丙醇胺以及4.0份作为固化促进剂的三-(3-羟基丙基)膦混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到0.95∶1，并用25％氨水将pH调节至6.0，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.2份γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂和1.5份硫酸铵，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入4.0份石蜡水性分散体(按固体含量计)，所述石蜡水性分散体的固体含量为40％，得到实施例16的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例17
将由丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸甲酯组成的酸值为560mgKOH/g，重均分子量为17500的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为30％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、38.4份作为交联剂的二乙醇胺以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钙混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.10∶1，并用25％的氨水将pH调节至6.5，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂和2.0份硫酸铵，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到12％，得到实施例17的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例18
将由丙烯酸和丙烯酸甲酯组成的酸值为690mgKOH/g，重均分子量为1500的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为45％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、作为交联剂的30份三乙醇胺和25.5份二乙醇胺以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钠混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.0∶1，并用25％氨水将pH调节至6.0，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂和3.0份偏磷酸铵，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入5.0份水性分散液(按固体含量计)，所述分散液中固体含量为40％的烯烃蜡(olefin wax)与粘度级别为320mm2/s的重质基础油的比例(以固体量计)为1∶1，得到实施例18的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例19
将由丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸甲酯组成的酸值为380mgKOH/g，重均分子量为7800的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为40％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、35.5份作为交联剂的二乙醇胺以及4.0份作为固化促进剂的三(3-羟基丙基)膦混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.5∶1，并用25％氨水将pH调节至6.0，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.2份γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂和2.0份硫酸铵，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入4.0份石蜡水性分散体(按固体含量计)，所述石蜡水性分散体的固体含量为40％，得到实施例19的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例20
将80％的由丙烯酸和丙烯酸甲酯组成的酸值为640mgKOH/g，重均分子量为2200的丙烯酸树脂和20％的由苯乙烯和马来酸组成的酸值为710mgKOH/g，重均分子量为17500的丙烯酸树脂的混合物溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为40％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、40.8份作为交联剂的二乙醇胺以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钙混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.0∶1，并用25％氨水将pH调节至6.5，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.2份γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂和2.0份硫酸铵，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入4.0份石蜡水性分散体(按固体含量计)，所述石蜡水性分散体的固体含量为40％，得到实施例20的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例21
将由丙烯酸和丙烯酸甲酯组成的酸值为690mgKOH/g，重均分子量为1500的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为40％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、74.8份作为交联剂的三乙醇胺以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钙混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.05∶1，并用25％氨水将pH调节至6.5，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入5.0份石蜡水性分散体(按固体含量计)，所述石蜡水性分散体的固体含量为40％，得到实施例21的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例22
将由丙烯酸和丙烯酸甲酯组成的酸值为690mgKOH/g，重均分子量为1500的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为40％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、74.8份作为交联剂的三乙醇胺以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钙混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.05∶1，并用25％氨水将pH调节至6.5，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂和2.0份硫酸铵，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入5.0份石蜡水性分散体(按固体含量计)，所述石蜡水性分散体的固体含量为40％，得到实施例22的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例23
将由苯乙烯和马来酸组成的酸值为710mgKOH/g，重均分子量为14000的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为35％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、49.1份作为交联剂的季戊四醇以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钙混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.0∶1，并用25％氨水将pH调节至6.0，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂和2.0份硫酸铵，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，得到实施例23的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例24
将由丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸甲酯组成的酸值为380mgKOH/g，重均分子量为7800的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为40％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、47.3份作为交联剂的二乙醇胺以及4.0份作为固化促进剂的三-(3-羟基丙基)膦混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到2.0∶1，并用25％氨水将pH调节至6.0，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.2份γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂和2.0份硫酸铵，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入4.0份石蜡水性分散体(按固体含量计)，所述石蜡水性分散体的固体含量为40％，得到实施例24的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例25
将由丙烯酸和丙烯酸甲酯组成的酸值为690mgKOH/g，重均分子量为2000的丙烯酸树脂溶解在水中得到一种树脂溶液(其固体含量为45％)，以固体含量计，将100份上述树脂溶液、52.7份作为交联剂的二乙醇胺以及6.0份作为固化促进剂的次磷酸钠混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.05∶1，并用25％氨水将pH调节至6.5，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到15％，然后加入5.0份石蜡水性分散体(按固体含量计)，所述石蜡水性分散体的固体含量为40％，得到实施例25的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例26
用25％氨水中和由丙烯酸、苯乙烯和丙烯酸甲酯组成的酸值为80mgKOH/g，重均分子量为240000的丙烯酸树脂，得到一种胶状分散体(其固体含量为28％)，以固体含量计，将100份上述胶状分散体、5.5份作为交联剂的二乙醇胺以及3.0份作为固化促进剂的次磷酸钙混合在一起，使交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比达到1.10∶1，得到一种水性组合物。向该水性组合物中加入0.3份γ-氨基丙基三乙氧基硅烷作为偶联剂，对产物进行搅拌。搅拌之后，用水对产物进行稀释，使固体含量达到10％，得到实施例26的用于无机纤维的水性粘合剂。
实施例27
在一敞开的带有溶解器的容器中，按固体含量计，将100份分散在水中的含有10％或更少的单体、80％或更多的二聚体和1％或更少的单体酚的甲阶酚醛树脂类酚醛树脂前体组合物、0.2份γ-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂、2.0份硫酸铵作为固化促进剂和/或对于无机纤维中的碱性组分的中和剂以及450份水混合在一起。在搅拌的同时，用水进行稀释，使固体含量达到15％，得到实施例27的用于无机纤维的水性粘合剂。
甲醛释放量的评估
将实施例14至27的用于无机纤维的水性粘合剂通过喷雾的方式以预定的粘合剂附着量施用于玻璃纤维上，所述玻璃纤维用离心成形法(centrifugalforming method)已进行纤维化。然后在用吸扬设备进行抽吸的同时，将所述玻璃纤维放置在多孔输送机上，形成由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的中间体。将各中间体在260℃的热空气中加热3分钟，使粘合剂固化，得到由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，所述绝热和/或隔音材料为密度为16kg/m3、厚度为100mm且粘合剂附着量为3.0％的玻璃绒。
将在上述制备玻璃绒的粘合剂固化时产生的气体分别收集在4升的气味袋中，用气体探测器测定甲醛释放量。
当用实施例27的酚醛树脂类粘合剂得到的玻璃绒固化时，测得的甲醛为40ppm。另一方面，当用实施例14至26中的任何一种含丙烯酸树脂的粘合剂得到的玻璃绒固化时，没有测到甲醛。
撕裂负荷的评估
将实施例14至27的用于无机纤维的水性粘合剂通过喷雾的方式以预定的粘合剂附着量施用于玻璃纤维上，所述玻璃纤维用离心成形法(centrifugalforming method)已进行纤维化。然后在用吸扬设备进行抽吸的同时，将所述玻璃纤维放置在多孔输送机上，形成由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的中间体。将各中间体在260℃的热空气中加热5分钟，使粘合剂固化，得到由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，所述绝热和/或隔音材料为密度为32kg/m3、长度为1350mm、宽度为430mm、厚度为50mm且粘合剂附着量为6.0％的玻璃绒板。然后，用万能试验机的卡盘在厚度方向夹住各32kg/m3玻璃绒板的边缘部分，以1m/分钟的速度测定撕裂负荷。
另外将由模制方式得到的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料(它使用实施例14至27的用于无机纤维的水性粘合剂)在40℃的温度和95％的湿度条件下放置4周，然后进行与上述相类似的评估。
需注意的是对于使用实施例26的粘合剂的玻璃绒板，当玻璃绒固化时，观察到在输送机上附着有一层薄的无机纤维。
| 甲醛释放量(ppm) | 撕裂负荷(kgf) | 在40℃和90％放置4周后的撕裂负荷(kgf) | |
| 实施例14 | 未测出 | 14.6 | 13.2 |
| 实施例15 | 未测出 | 13.9 | 12.8 |
| 实施例16 | 未测出 | 14.7 | 13.9 |
| 实施例17 | 未测出 | 13.6 | 12.6 |
| 实施例18 | 未测出 | 14.1 | 13.2 |
| 实施例19 | 未测出 | 14.6 | 13.9 |
| 实施例20 | 未测出 | 13.4 | 12.9 |
| 实施例21* | 未测出 | 13.8 | 8.6 |
| 实施例22* | 未测出 | 13.2 | 8.9 |
| 实施例23* | 未测出 | 9.4 | 6.1 |
| 实施例24* | 未测出 | 11.5 | 9.4 |
| 实施例25 | 未测出 | 14.6 | 8.7 |
| 实施例26* | 未测出 | 5.2 | 3.2 |
| 实施例27* | 40 | 14.8 | 12.5 |
符号“*”是指该实施例在本发明的范围之外。
上述结果说明了以下问题。
对于由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，当使用实施例21或22的用于无机纤维的水性粘合剂时，所述粘合剂对于纤维的粘合力随时间而变差。需注意的是在实施例22中，为了中和从无机纤维浸提至粘合剂的碱性组分，所述粘合剂含有无机酸的铵盐。对实施例22的结果进行评估，其在高温和高湿度的条件下显示出差的撕裂强度，因而认为在实施例22的粘合剂中固化未能完全进行。
对于由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，当使用实施例23的用于无机纤维的粘合剂时，该粘合剂含有具有四个羟基且无亚氨基的的季戊四醇作为交联剂，所以羧基和羟基之间的反应在弱酸至弱碱条件下缓慢进行，因此交联反应几乎不发生。结果，得到的材料具有差的撕裂强度。而且，在高温和高湿度条件下，对于纤维的粘合力会随时间而变差。
对于由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，当使用实施例24的粘合剂时，过量的交联组分对材料的吸湿特性有不利的影响，因此与使用实施例14和20的粘合剂的材料相比，强度负荷要差。另外，在高温和高湿度的条件下，对纤维的粘合力随时间而变差。
对于由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，当使用实施例25的用于无机纤维的粘合剂时，所述粘合剂与实施例14的粘合剂相类似，但实施例25的粘合剂不含无机酸的铵盐，在高温和高湿度的条件下，其撕裂负荷随时间而下降。
对于由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，当使用实施例26的用于无机纤维的粘合剂时，在生产时粘合剂和无机纤维对固化输送机具有粘性，作为胶状分散体的特性的成膜性首先显现。因此，所述材料具有极差的撕裂强度。
另一方面，对于由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，当使用实施例14至20的用于无机纤维的水性粘合剂时并且当所述粘合剂固化时，不释放甲醛，而且具有与实施例27的使用酚醛树脂类粘合剂的由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料相当的撕裂强度。
工业应用性
本发明的用于无机纤维的水性粘合剂根本不含甲醛，因而意味着几乎没有环境负担，可用于制备由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，可有利地用作用于住宅和建筑物的绝热材料和/或隔音材料。
Claims (8)
1、一种用于无机纤维的水性粘合剂，包括：
丙烯酸树脂，其酸值为350至850mgKOH/g；
含有至少一种二烷醇胺的交联剂；以及
固化促进剂，
所述交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比为0.8∶1至1.5∶1，而且
所述粘合剂的pH值用挥发性碱性化合物调节至6.0至8.0。
2、如权利要求1所述的用于无机纤维的水性粘合剂，其特征在于所述丙烯酸树脂的重均分子量为1000至15000。
3、如权利要求1所述的用于无机纤维的水性粘合剂，其特征在于所述丙烯酸树脂是下列两种丙烯酸树脂的混合物：重均分子量为1000至4000的丙烯酸树脂(A)和重均分子量为8000至20000的丙烯酸树脂(B)。
4、如权利要求1至3中任何一项所述的用于无机纤维的水性粘合剂，其特征在于还含有选自蜡或混有重质基础油的蜡的水性分散体，按固体含量计，在所述粘合剂中水性分散体的量为每100质量份丙烯酸树脂和交联剂中含0.1至5质量份。
5、如权利要求1至4中任何一项所述的用于无机纤维的水性粘合剂，其特征在于还含有硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂在粘合剂中的含量为每100质量份丙烯酸树脂和交联剂中含0.1至2.0质量份。
6、如权利要求1至5中任何一项所述的用于无机纤维的水性粘合剂，其特征在于还含有无机酸的铵盐。
7、如权利要求6所述的用于无机纤维的水性粘合剂，其特征在于所述无机酸的铵盐是硫酸铵。
8、一种由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料，该材料包括一种模制的无机纤维的复合体，所述复合体包含如权利要求1至7中任何一项所述的用于无机纤维的水性粘合剂，所述粘合剂施用于复合材料中的无机纤维上，并通过加热使无机纤维上的粘合剂固化。
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