CN112778934A - 一种矿物纤维用粘结剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿物纤维用粘结剂及其制备方法，原料组成包括：重量分数为85‑95%的一元糖、3‑10%的氨基化合物，0.1‑1%份的硅烷偶联剂、0.3‑1%份的憎水剂。本发明采用无醛物质作为原材料，从根本上杜绝了后期使用过程中甲醛的存在，解决了现在矿物纤维材料使用的酚醛树脂后期释放甲醛的问题，使矿物纤维材料后期可用于室内，不必担心甲醛释放的问题。

Description

一种矿物纤维用粘结剂及其制备方法

技术领域

本发明属于化工领域，特别涉及一种用于矿物纤维的粘结剂。

背景技术

现在的矿物纤维的胶粘剂普遍为酚醛树脂，酚醛树脂由苯酚与甲醛反应制得，由于反应的不完全性，酚醛树脂中会残留游离的甲醛，后期涂覆在矿物纤维表面，经过烘干固化成型处理，在后期使用过程中仍会释放甲醛，给环境与人造成危害。

现有技术中也有对矿物纤维用无醛胶粘剂的研究，中国专利申请CN109135618A中公开了一种保温材料用的无醛胶粘剂的制备方法，其原料组成包括一元糖、酸类催化剂、水、硅烷偶联剂、固化剂和憎水剂，其配制过程中需要升温溶解，同时需加热至80-100℃进行反应，耗能且增加了制备成本。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种矿物纤维用粘结剂，其原料组成包括：

重量分数为85-95%的一元糖、3-10%的氨基化合物、0.1-1%的硅烷偶联剂和0.3-1%的憎水剂，各组分的重量总和为100%。

优选的，所述一元糖为葡萄糖、果糖、核糖及脱氧核糖中的一种或多种。

优选的，所述一元糖包括葡萄糖和/或果糖。

优选的，所述氨基化合物包括氨基酸及胺中的一种或多种。

优选的，所述氨基化合物为甘氨酸和/或丙氨酸。

优选的，所述硅烷偶联剂包括乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种；更优选为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

优选的，所述憎水剂为聚二甲基硅氧烷。

本发明还公开了所述粘结剂的制备方法，将重量分数为85-95%的一元糖、3-10%的氨基化合物溶解于水中，搅拌至完全溶解，加入 0.1-1%份的硅烷偶联剂、0.3-1%份的憎水剂，持续搅拌20min，加入碱性试剂，使溶液呈碱性，pH值控制在7-9之间。

优选的，所述碱性试剂包括氨水、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种；更优选为氨水。

本发明的有益效果：本发明提供了一种矿物纤维用无醛粘结剂的制备方法，采用无甲醛的产品作为原材料，从根本上解决了甲醛的问题，应用在矿物纤维材料中，矿物纤维制品更加绿色环保。该配方原材料来源广泛，在市场上易于得到和购买，生产工艺简单，只需在室温下加水搅拌即可。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

一种矿物纤维用粘结剂的制备方法，其工艺过程包括：

将重量分数为89.6%的葡萄糖，10%的甘氨酸溶解于水中，搅拌至完全溶解， 加入0.1%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.3%的聚二甲基硅氧烷，持续搅拌20min，加入氨水，调节pH值在7-9之间。

实施例2：

一种矿物纤维用粘结剂的制备方法，其工艺过程包括：

将重量分数为95%的葡萄糖，4.6%的甘氨酸溶解于水中，搅拌至完全溶解， 加入0.1%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.3%的聚二甲基硅氧烷，持续搅拌20min，加入氢氧化钠，调节pH值在7-9之间。

实施例3：

一种矿物纤维用粘结剂的制备方法，其工艺过程包括：

将重量分数为88%的果糖，10%的丙氨酸溶解于水中，搅拌至完全溶解， 加入1%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1%的聚二甲基硅氧烷，持续搅拌20min，加入氨水，调节pH值在7-9之间。

实施例4：

一种矿物纤维用粘结剂的制备方法，其工艺过程包括：

将重量分数为95%的果糖，3%的丙氨酸溶解于水中，搅拌至完全溶解， 加入1%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1%的聚二甲基硅氧烷，持续搅拌20min，加入氢氧化钾，调节pH值在7-9之间。

实施例5：

一种矿物纤维用粘结剂的制备方法，其工艺过程包括：

将重量分数为95%的一元糖，3%的氨基化合物溶解于水中，搅拌至完全溶解，加入1%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1%的聚二甲基硅氧烷，持续搅拌20min，加入氨水，调节pH值在7-9之间。其中一元糖包括葡萄糖和果糖，其混合比例为1：1，氨基化合包括甘氨酸和丙氨酸，其混合比例为1：1。

实施例6：

一种矿物纤维用粘结剂的制备方法，其工艺过程包括：

将重量分数为45%的D核糖、40%的D-脱氧核糖，3%的三乙胺溶解于水中，搅拌至完全溶解，加入1%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1%的聚二甲基硅氧烷，持续搅拌20min，加入氨水，调节溶液pH值在7-9之间。

上述实施例中所述氨基化合物包括氨基酸及胺中的一种或多种，其中除了三乙胺，还可以选择乙胺、二乙胺、正丙胺、已二胺等胺类物质。

上述实施例中，硅烷偶联剂除了γ-氨丙基三乙氧基硅烷，还可以选择乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、 乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

抽取各实施例的样品加工成岩棉制品，对岩棉制品进行检测分析，并与现有普通粘结剂制成的同规格产品的技术指标进行对照，得出如下数据：

表1

根据上述表格里数据可以得出，所有实施例制成的岩棉制品甲醛释放量都为0，憎水率达到99%以上，短期吸水量小于0.5kg/m²，符合GB /T 19686-2015《建筑用岩棉、矿渣棉及其制品》的要求，压缩强度与抗拉强度与普通粘结剂制成的岩棉制品相似。

因此本发明一种矿物纤维用粘结剂，通过相关工艺制作出的粘结剂不含甲醛，将此粘结剂应用于岩棉制品上，岩棉制品也不释放出甲醛，同时岩棉制品的憎水性、短期吸水量、压缩强度、抗拉强度性能与普通粘结剂相似。

Claims (9)

1.一种矿物纤维用粘结剂，其特征在于，原料组成包括：

重量分数为85-95%的一元糖、3-10%的氨基化合物、0.1-1%份的硅烷偶联剂和0.3-1%份的憎水剂，各组分的重量总和为100%。

2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于：所述一元糖为葡萄糖、果糖、核糖及脱氧核糖中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的粘结剂，其特征在于：所述一元糖为葡萄糖和/或果糖。

4.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于：所述氨基化合物包括氨基酸及胺中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的粘结剂，其特征在于：所述氨基化合物为甘氨酸和/或丙氨酸。

6. 根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、 乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的粘结剂，其特征在于：所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

8.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于：所述憎水剂为聚二甲基硅氧烷。

9.一种权利要求1-8任一项所述矿物纤维用粘结剂的制备方法，其特征在于，工艺过程包括：

将重量分数为85-95%的一元糖、3-10%的氨基化合物溶解于水中，搅拌至完全溶解，加入 0.1-1%份的硅烷偶联剂、0.3-1%份的憎水剂，持续搅拌20min，加入碱性试剂，使溶液呈碱性，pH值控制在7-9之间。