CN116670099A - 矿物纤维制品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿物纤维产品，其包含与粘合剂接触的矿物纤维，粘合剂由不含苯酚和甲醛的水性粘合剂组合物的固化得到。

Description

矿物纤维制品

技术领域

背景技术

矿物纤维产品通常包括人造玻璃质纤维(MMVF)，例如玻璃纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、渣棉、矿棉和石纤维，它们通过固化的热固性聚合物粘结剂材料粘结在一起。为了用作隔热或隔音产品，粘合的矿物纤维垫通常通过以常规方式将由合适的原料制成的熔体转化为纤维来生产，例如通过纺丝杯工艺或通过级联转子工艺。将纤维吹入成形室中，并且在空气中且仍然热的同时，用粘结剂溶液喷涂，并作为垫或网随机沉积到行进的输送机上。然后将纤维垫转移到固化炉中，在固化炉中将热空气吹过垫以固化粘结剂并将矿物纤维牢固地粘结在一起。

在过去，选择的粘结剂树脂是苯酚-甲醛树脂，其可以经济地生产并且可以在用作粘结剂之前用脲扩链。然而，针对降低或消除甲醛排放的现有和提出的立法已经导致无甲醛粘结剂的开发，例如基于多羧基聚合物和多元醇或多元胺的粘结剂组合物，例如EP-A-583086、EP-A-990727、EP-A-1741726、US-A-5，318,990和US-A-2007/0173588中所公开的。

另一类非苯酚-甲醛粘结剂是脂族和/或芳族酸酐与烷醇胺的加成/消除反应产物，例如在WO 99/36368、WO 01/05725、WO 01/96460、WO 02/06178、WO 2004/007615和WO2006/061249中所公开的。这些粘结剂组合物是水溶性的并且就固化速度和固化密度而言表现出优异的粘合性能。WO 2008/023032公开了该类型的脲改性粘结剂，其提供具有降低的水分吸收的矿棉产品。

由于用于生产这些粘结剂的一些原料是相当昂贵的化学品，因此一直需要提供经济生产的无甲醛粘结剂。

与先前已知的来自矿物纤维的水性粘结剂组合物相关的另一个效果是用于生产这些粘结剂的至少大部分起始材料来自化石燃料。消费者正在倾向于完全或至少部分地由可再生材料生产的产品，因此需要提供至少部分地由可再生材料生产的用于矿棉的粘结剂。

与先前已知的用于矿物纤维的水性粘结剂组合物相关的另一个效果在于是它们包含腐蚀性和/或有害的组分。这要求矿棉产品生产中涉及的机械用保护措施以防止腐蚀并且还要求对操控该机械的人员有安全措施。这导致成本增加和健康问题，因此要求提供具有低含量的腐蚀性和/或有害材料的矿物纤维用粘结剂组合物。

与先前已知的用于矿物纤维的粘结剂组合物相关的另一个效果是在由粘结剂结合的矿棉产品的制造过程期间粘结剂组合物的固化会涉及不希望物质的排放，这需要排放控制并且对机械复杂性和生产所涉及成本的增加有贡献。

最近，已经提供了许多用于矿物纤维的粘结剂，其在很大程度上基于可再生起始材料。在许多情况下，这些在很大程度上基于可再生资源的粘结剂也是无甲醛的。

然而，这些粘结剂中的许多仍然相对昂贵，因为它们基于相对昂贵的基本材料。

同时，已经提供了用于矿物纤维的粘结剂，其基于已经氧化的木质素组分以使它们适合作为用于矿棉的粘结剂组合物的组分。虽然通过这些基于预氧化木质素的矿棉粘结剂实现了非常好的粘结特性，但是这种粘结剂的制备仍然需要在木质素组分可用作粘结剂组合物的组分之前将木质素组分氧化的额外步骤。对于利用木质素组分所必需的这种预氧化步骤通过增加反应时间、降低产量而使这种粘结剂的生产过程在一定程度上复杂化并且由于原材料、工艺设备和人力的额外成本而增加了这种粘结剂的成本。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种矿棉产品，该矿棉产品包含与粘结剂接触的矿物纤维，该粘结剂由适于粘结矿物纤维的粘结剂组合物的固化产生，该矿棉产品使用可再生材料作为起始材料，减少或消除腐蚀性和/或有害材料，并且生产便宜。

本发明的另一个目的是提供一种矿棉产品，该矿棉产品包含与粘结剂接触的矿物纤维，该粘结剂由适于粘结矿物纤维的粘结剂组合物的固化产生，这允许固体含量增加(和由此降低的运输成本和对环境的较小影响)、粘度降低(这使得更容易大规模加工)以及保质期长。

此外，本发明提供了木质素组分用于制备矿棉用粘结剂组合物的用途。

根据本发明的第一方面，提供一种矿物纤维产品，其包含与粘结剂接触的矿物纤维，粘结剂由不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物固化得到，该水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)。

特别地，根据本发明的第一方面，提供一种矿物纤维产品，其包含与粘结剂接触的矿物纤维，该粘结剂由优选不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物的固化得到，水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)，

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·分子量Mw为500或更低的环氧化合物

·羰基化合物，其选自醛、式R-[C(O)R₁]_x的羰基化合物，

其中：

R表示饱和或不饱和及直链、支链或环状烃基，包含一个或多个由5或6个碳原子组成的芳核的基团，包含一个或多个含有4或5个碳原子和氧、氮或硫原子的芳族杂环的基团，R基团可能含有其他官能团，

R₁表示氢原子或C₁-C₁₀烷基，以及

x在1至10之间变化，

·多元胺

·单糖和寡糖。

本发明人惊奇地发现可以提供一种矿棉产品，该矿棉产品包含由粘结剂结合的矿物纤维，该粘结剂由粘结剂组合物的固化产生，其中粘结剂组合物可由木质素组分形式的廉价可再生材料制备，其在用于粘结剂组合物之前不需要氧化步骤，并且在很大程度上不含或仅在很小程度上含有任何腐蚀性和/或有害试剂。

本发明人惊奇地发现可以提供一种矿棉产品，该矿棉产品包含由粘结剂结合的矿物纤维，该粘结剂由粘结剂组合物的固化产生，其中最简单形式的粘结剂组合物仅需要木质素组分和交联剂形式的两种主要组分或木质素组分、交联剂和增塑剂形式的三种主要组分。粘结剂组成复杂性的这种降低以及与先前已知的多组分体系相比，降低了提供链的复杂性，促进了储存性能的操控并改善了粘结剂的可储存性。所有这些因素都有助于根据本发明的粘结剂组合物的经济优势。

具体实施方式

在一个实施方案中，根据本发明的矿棉产品包含与粘结剂接触的矿物纤维，粘结剂由不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物的固化产生，水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)。

特别地，根据本发明的第一方面，提供一种矿物纤维产品，其包括与粘结剂接触的矿物纤维，粘结剂由不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物的固化产生，水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)，

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·分子量Mw为500或更小的环氧化合物。

特别地，根据本发明的第一方面，提供一种矿物纤维产品，其包含与粘结剂接触的矿物纤维，粘结剂由不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物的固化产生，水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)，

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·羰基化合物，其选自醛、式R-[C(O)R₁]_x的羰基化合物，

其中：

R表示饱和或不饱和及直链、支链或环状烃基，包含一个或多个由5或6个碳原子组成的芳核的基团，包含一个或多个含有4或5个碳原子和氧、氮或硫原子的芳族杂环的基团，R基团可能含有其他官能团，

R₁表示氢原子或C₁-C₁₀烷基，以及

x在1至10之间变化。

特别地，根据本发明的第一方面，提供一种矿物纤维产品，其包含与粘结剂接触的矿物纤维，粘结剂由不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物的固化产生，水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)，

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·多元胺。

特别地，根据本发明的第一方面，提供一种矿物纤维产品，其包含与粘结剂接触的矿物纤维，粘结剂由不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物的固化产生，水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)，

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·单糖和寡糖。

在一个实施方案中，根据本发明的矿棉产品包含与粘结剂接触的矿物纤维，粘结剂由不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物的固化产生，水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，其羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)，交联剂选自：

·β-羟基烷基酰胺交联剂，如N-(2-羟基异丙基)酰胺交联剂，如N-(2-羟乙基)酰胺交联剂，如N-(2-羟乙基)己二酰胺交联剂，如N,N,N′,N′-四(2-羟乙基)己二酰胺，和/或

·多官能有机胺如烷醇胺、二胺如六甲基二胺，和/或

·分子量大于500的环氧化合物，例如基于脂肪酸甘油三酯的环氧化油或一种或多种柔性低聚物或聚合物，例如低Tg丙烯酸类基聚合物，例如低Tg基于乙烯基的聚合物，例如低Tg聚醚，其含有反应性官能团，例如碳二亚胺基团，例如酸酐基团，例如噁唑啉基团，例如氨基，例如环氧基团，和/或

·一种或多种多官能碳二亚胺形式的交联剂，例如脂族多官能碳二亚胺，和/或

·Primid XL-552，

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·分子量Mw为500或更低的环氧化合物

·羰基化合物，其选自醛、式R-[C(O)R₁]_x的羰基化合物，

其中：

R表示饱和或不饱和及直链、支链或环状烃基，包含一个或多个由5或6个碳原子组成的芳核的基团，包含一个或多个含有4或5个碳原子和氧、氮或硫原子的芳族杂环的基团，R基团可能含有其他官能团，

R₁表示氢原子或C₁-C₁₀烷基，以及

x在1至10之间变化，

·多元胺。

任选地，水性粘结剂组合物另外包含

-一种或多种增塑剂形式的组分(iii)。

在一个实施方案中，本发明所述的矿棉产品包含与粘结剂接触的矿物纤维，粘结剂由不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物的固化产生，水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)；

-一种或多种增塑剂形式的组分(iii)。

特别地，根据本发明的第一方面，提供一种矿物纤维产品，其包含与粘结剂接触的矿物纤维，粘结剂由不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物的固化产生，水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)；

-一种或多种增塑剂形式的组分(iii)，

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·分子量Mw为500或更小的环氧化合物。

特别地，根据本发明的第一方面，提供一种矿物纤维产品，其包含与粘结剂接触的矿物纤维，粘结剂由不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物的固化产生，水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)；

-一种或多种增塑剂形式的组分(iii)，

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·羰基化合物，其选自醛、式R-[C(O)R₁]_x的羰基化合物，

其中：

R表示饱和或不饱和及直链、支链或环状烃基，包含一个或多个由5或6个碳原子组成的芳核的基团，包含一个或多个含有4或5个碳原子和氧、氮或硫原子的芳族杂环的基团，R基团可能含有其他官能团，

R₁表示氢原子或C₁-C₁₀烷基，以及

x在1至10之间变化。

特别地，根据本发明的第一方面，提供一种矿物纤维产品，其包含与粘结剂接触的矿物纤维，粘结剂由不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物的固化产生，水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)；

-一种或多种增塑剂形式的组分(iii)，

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·多元胺。

特别地，根据本发明的第一方面，提供一种矿物纤维产品，其包含与粘结剂接触的矿物纤维，粘结剂由不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物的固化产生，水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)；

-一种或多种增塑剂形式的组分(iii)，

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·单糖和寡糖。

在一个实施方案中，根据本发明的矿棉产品包含与粘结剂接触的矿物纤维，粘结剂由不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物的固化产生，水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)，交联剂选自：

·β-羟基烷基酰胺交联剂，和/或

·分子量大于500的环氧化合物，例如基于脂肪酸甘油三酯的环氧化油或一种或多种柔性低聚物或聚合物，例如低Tg丙烯酸类基聚合物，例如低Tg基于乙烯基的聚合物，例如低Tg聚醚，其含有反应性官能团，例如碳二亚胺基团，例如酸酐基团，例如噁唑啉基团，例如氨基，例如环氧基团，和/或

·一种或多种多官能碳二亚胺形式的交联剂，例如脂族多官能碳二亚胺；和/或

·Primid XL-552；

-一种或多种增塑剂形式的组分(iii)，

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·分子量Mw为500或更低的环氧化合物

·羰基化合物，其选自醛、式R-[C(O)R₁]_x的羰基化合物，

其中：

R表示饱和或不饱和及直链、支链或环状烃基，包含一个或多个由5或6个碳原子组成的芳核的基团，包含一个或多个含有4或5个碳原子和氧、氮或硫原子的芳族杂环的基团，R基团可能含有其他官能团，

R₁表示氢原子或C₁-C₁₀烷基，以及

x在1至10之间变化，

·多元胺。

在优选的实施方案中，粘结剂不含甲醛。

就本申请而言，术语“不含甲醛”被定义为表征矿棉产品，其中来自矿棉产品的甲醛排放低于5μg/m²/h，优选低于3μg/m²/h。优选地，根据用于测试醛排放的ISO 16000进行测试。

在一个优选的实施方案中，粘结剂不含苯酚。

就本申请而言，术语“不含苯酚”定义方式是，使得水性粘结剂组合物包含苯酚

其数量≤0.25wt％，例如≤0.1wt％，例如≤0.05wt％，基于具有15wt％的干固体粘结剂含量的水性组合物的总重量。

在一个实施方案中，粘结剂组合物不含添加的甲醛。

在一个实施方案中，粘结剂组合物不含添加的苯酚。

就本申请而言，术语“单糖和寡糖”被定义为包含具有10个或更少糖单元的单糖和寡糖。

就本申请而言，术语“糖”被定义为包含具有10个或更少糖单元的单糖和寡糖。

组分(i)

组分(i)是一种或多种木质素磺酸盐木质素的形式，其羧酸基团含量为0.03-2.0mmol/g，例如0.03-1.4mmol/g，例如0.075-2.0mmol/g，例如0.075-1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重。

木质素、纤维素和半纤维素是植物细胞壁中的三种主要有机化合物。木质素可以被认为是将纤维素纤维保持在一起的胶。木质素含有亲水性和疏水性基团两者。它是世界上第二丰富的天然聚合物，仅次于纤维素，并且估计占生物质中所含总碳的多达20-30％，其在全球超过10亿吨。

木质素磺酸盐方法引入大量的磺酸盐基团，使木质素可溶于水，但也可溶于酸性水溶液。木质素磺酸盐具有高达8％的作为磺酸盐的硫，而硫酸盐木质素具有1-2％的硫，主要与木质素键合。木质素磺酸盐的分子量为15.000-50.000g/mol。木质素的典型疏水性核与大量离子化磺酸根基团一起使该木质素作为表面活性剂具有吸引力，并且其通常可用于分散水泥等。

为了生产基于木质素的增值产品，应首先从生物质中分离木质素，为此可以采用几种方法。硫酸盐和亚硫酸盐制浆工艺因其从木材中有效分离木质素而闻名，因此在世界范围内使用。借助于NaOH和Na₂S将硫酸盐木质素与木材分离。来自亚硫酸盐制浆过程的木质素被称为木质素磺酸盐，并且通过使用亚硫酸和/或含有镁、钙、钠或铵的亚硫酸盐在不同pH水平下生产。目前，木质素磺酸盐占商业木质素总市场的90％，并且全球木质素磺酸盐的年度总产量约为180万吨。木质素磺酸盐通常具有丰富的磺酸基，因此具有比硫酸盐木质素更高的硫量。由于磺化基团的存在，木质素磺酸盐是带阴离子电荷的并且是水溶性的。木质素磺酸盐的分子量(Mw)可以类似于或大于硫酸盐木质素的分子量。由于其独特的性质，木质素磺酸盐具有广泛的用途，例如动物饲料、杀虫剂、表面活性剂、石油钻井中的添加剂、胶体悬浮液中的稳定剂和作为混凝土掺合料中的增塑剂。然而，大多数新的纸浆厂采用硫酸盐技术进行纸浆生产，因此，硫酸盐木质素更容易用于增值生产。

然而，木质素磺酸盐和硫酸盐木质素具有来自不同分离方法的不同性质，因此官能团分布不同。木质素磺酸盐中高水平的磺酸基团，通常每四个C9单元至少一个，使得木质素磺酸盐在水中的所有pH水平下都带强电荷。这种丰富的可电离官能团可以解释与其他工艺木质素相比的大多数差异。与硫酸盐木质素相比，更高的电荷密度允许更易溶于水以及在溶液中固体含量更高。此外，出于相同的原因，在相同的固体含量下，与硫酸盐木质素相比，木质素磺酸盐将具有更低的溶液粘度，这可以促进处理和加工。木质素磺酸盐的常用模型结构如图1所示。

在一个实施方案中，组分(i)的羧酸基团含量为0.05-0.6mmol/g，例如0.1-0.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重。

在一个实施方案中，组分(i)是一种或多种木质素磺酸盐木质素的形式，考虑到组分(i)的Mn重量平均值，该木质素磺酸盐木质素的平均羧酸基团含量小于1.8个基团/大分子，例如小于1.4个，例如小于1.1个，例如小于0.7个，例如小于0.4个。

在一个实施方案中，组分(i)的酚OH基团含量为0.3-2.5mmol/g，例如0.5-2.0mmol/g，例如0.5-1.5mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重。

在一个实施方案中，组分(i)的脂族OH基团含量为1.0-8.0mmol/g，例如1.5-6.0mmol/g，例如2.0-5.0mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重。

在一个实施方案中，组分(i)包含木质素磺酸铵和/或木质素磺酸钙，和/或木质素磺酸镁，及其任意组合。

在一个实施方案中，组分(i)包含木质素磺酸铵和木质素磺酸钙，其中NH₄ ⁺与Ca²⁺的摩尔比为5:1-1:5，特别是3:1-1:3。

就本发明而言，术语木质素磺酸盐包括磺化的硫酸盐木质素。

在一个实施方案中，组分(i)是磺化的硫酸盐木质素。

在一个实施方案中，水性粘结剂组合物含有基于木质素磺酸盐和糖的重量计0-5wt％，例如小于5wt％，例如0-4.9wt％，例如0.1-4.9wt％的量的添加的糖。

在一个实施方案中，水性粘结剂组合物包含组分(i)，即木质素磺酸盐，其量为50至98wt％，例如65至98wt％，例如50至88wt％，例如50至87wt％，例如65至88wt％，例如65至87wt％，例如80至88wt％，例如80至87wt％，例如80至98wt％，基于组分(i)和(ii)的总重量。

在一个实施方案中，含水粘结剂组合物包含组分(i)，即木质素磺酸盐，其量为50-98wt％，例如65-98wt％，例如80-98wt％，例如50-88wt％，例如50-87wt％，例如65-88wt％，例如65-87wt％，例如80-88wt％，例如80-87wt％，基于组分(i)、(ii)和(iii)的总重量。

就本发明而言，通过使用³¹P NMR作为表征方法测定木质素官能团的含量。

通过使用2-氯-4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧磷杂环戊烷(TMDP)作为亚磷酸化试剂和胆固醇作为内标进行³¹P NMR的样品制备。根据Granata和Argyropoulos的工作(J.Agric.Food Chem.43:1538-1544)进行整合。

组分(ii)

组分(ii)是一种或多种交联剂的形式。

在一个实施方案中，组分(ii)在一个实施方案中包含选自β-羟基烷基酰胺交联剂和/或噁唑啉交联剂的一种或多种交联剂。

β-羟基烷基酰胺交联剂是酸官能大分子的固化剂。它提供硬的、耐久的、耐腐蚀和耐溶剂的交联聚合物网络。据信β-羟基烷基酰胺交联剂通过酯化反应而固化以形成多个酯键。β-羟基烷基酰胺交联剂的羟基官能度应平均至少为2，优选大于2，更优选2-4，以获得最佳固化响应。

含有噁唑啉基团的交联剂是在每个分子中含有一个或多个噁唑啉基团的聚合物，并且通常，含有噁唑啉的交联剂可以通过聚合噁唑啉衍生物容易地获得。美国专利US6 818699 B2提供了这种方法的公开内容。

在一个实施方案中，组分(ii)是一种或多种分子量大于500的环氧化合物，例如基于脂肪酸甘油三酯的环氧化油或一种或多种柔性低聚物或聚合物，例如低Tg丙烯酸类基聚合物，例如低Tg基于乙烯基的聚合物，例如低Tg聚醚，其含有反应性官能团，例如碳二亚胺基团，例如酸酐基团，例如噁唑啉基团，例如氨基，例如环氧基团，例如β-羟基烷基酰胺基团。

在一个实施方案中，组分(ii)是一种或多种选自脂肪胺的交联剂。

在一个实施方案中，组分(ii)是脂肪酰胺形式的一种或多种交联剂。

在一个实施方案中，组分(ii)是一种或多种选自聚酯多元醇如聚己内酯的交联剂。

在一个实施方案中，组分(ii)是选自淀粉、改性淀粉、CMC的一种或多种交联剂。

在一个实施方案中，组分(ii)是一种或多种多官能碳二亚胺形式的交联剂，例如脂族多官能碳二亚胺。

在一个实施方案中，组分(ii)是一种或多种氮丙啶形式的交联剂，例如CX100、NeoAdd-Pax 521/523。

在一个实施方案中，组分(ii)是选自基于三聚氰胺的交联剂的一种或多种交联剂，例如基于六(甲基甲氧基)三聚氰胺(HMMM)的交联剂。

这类化合物的实例是Picassian XL 701、702、725(Stahl Polymers)，如XL-29SE(Angus Chemical Company)，如CX300(DSM)，如Carbodilite V-02-L2(Nisshinbo Chemical Inc.)。

在一个实施方案中，组分(ii)是具有以下结构的Primid XL552：

组分(ii)也可以是上述化合物的任何混合物。

在一个实施方案中，根据本发明的粘结剂组合物包含1-50wt％，例如4-20wt％，例如6-12wt％的量的组分(ii)，基于组分(i)的干重。

在一个实施方案中，组分(ii)为选自以下的一种或多种交联剂的形式:

οβ-羟烷基酰胺交联剂，例如N-(2-羟基异丙基)酰胺交联剂，例如N-(2-羟乙基)酰胺交联剂，例如N-(2-羟乙基)己二酰胺交联剂，例如N,N,N′,N′-四(2-羟乙基)己二酰胺，和/或

ο多官能有机胺例如烷醇胺，二胺，例如六甲基二胺，和/或

ο分子量大于500的环氧化合物，例如基于脂肪酸甘油三酯的环氧化油或一种或多种柔性低聚物或聚合物。例如低Tg丙烯酸类基聚合物，例如低Tg基于乙烯基的聚合物，例如低Tg聚醚，其含有反应性官能团，例如碳二亚胺基团，例如酸酐基团，例如噁唑啉基团，例如氨基，例如环氧基团，和/或

ο一种或多种多官能碳二亚胺形式的交联剂，例如脂族多官能碳二亚胺。

在一个实施方案中，组分(ii)包含一种或多种选自以下的交联剂：

οβ-羟烷基酰胺交联剂，例如N-(2-羟基异丙基)酰胺交联剂，例如N-(2-羟乙基)酰胺交联剂，例如N-(2-羟乙基)己二酰胺交联剂，例如N,N,N′,N′-四(2-羟乙基)己二酰胺。

在一个实施方案中，水性粘结剂组合物包含2-90wt％，例如6-60wt％，例如10-40wt％，例如25-40wt％的量的组分(ii)，基于组分(i)的干重。

粘结剂组合物的任选组分(iii)

任选地，粘结剂组合物可包含组分(iii)。组分(iii)为一种或多种增塑剂的形式。

在一个实施方案中，组分(iii)为一种或多种增塑剂的形式，所述增塑剂选自多元醇，例如碳水化合物，氢化糖，例如山梨糖醇、赤藓糖醇，甘油，单乙二醇，聚乙二醇，聚乙二醇醚，聚醚，邻苯二甲酸酯和/或酸，例如己二酸、香草酸、乳酸和/或阿魏酸，丙烯酸类聚合物，聚乙烯醇，聚氨酯分散体，碳酸亚乙酯，碳酸亚丙酯，内酯，内酰胺，丙交酯，具有游离羧基的丙烯酸类基聚合物和/或具有游离羧基的聚氨酯分散体，聚酰胺，酰胺例如碳酰胺/脲，或其任何混合物。

在一个实施方案中，组分(iii)为一种或多种增塑剂的形式，所述增塑剂选自碳酸酯如碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、内酯、内酰胺、丙交酯、具有类似于木质素的结构的化合物如香草醛、乙酰丁香酮、用作聚结剂的溶剂如醇醚、聚乙烯醇。

在一个实施方案中，组分(iii)为一种或多种非反应性增塑剂的形式，所述非反应性增塑剂选自聚乙二醇、聚乙二醇醚、聚醚、氢化糖、邻苯二甲酸酯和/或其它酯、用作聚结剂的溶剂如醇醚、丙烯酸类聚合物、聚乙烯醇。

在一个实施方案中，组分(iii)是一种或多种反应性增塑剂，其选自碳酸酯，如碳酸亚乙酯，碳酸亚丙酯，内酯，内酰胺，丙交酯，二羧酸或三羧酸，如己二酸或乳酸，和/或香草酸和/或阿魏酸，聚氨酯分散体，具有游离羧基的丙烯酸类基聚合物，具有类似于木质素的结构的化合物如香草醛，乙酰丁香酮。

在一个实施方案中，组分(iii)为选自脂肪醇、单羟基醇如戊醇、硬脂醇的一种或多种增塑剂的形式。

在一个实施方案中，组分(iii)包含一种或多种选自聚乙二醇、聚乙二醇醚的增塑剂，和/或一种或多种多元醇形式的增塑剂，例如1,1,1-三(羟甲基)丙烷和/或三乙醇胺。

本发明的另一个特别令人惊奇的方面在于使用沸点高于100℃，特别是140-250℃的增塑剂强烈地改善了根据本发明的矿物纤维产品的机械性能，尽管考虑到它们的沸点，这些增塑剂可能在与矿物纤维接触的粘结剂固化期间至少部分蒸发。

在一个实施方案中，组分(iii)包含一种或多种沸点高于100℃，例如110-380℃，更优选120-300℃，更优选140-250℃的增塑剂。

据信，这些增塑剂在本发明所述粘结剂组合物中的有效性与在固化过程中增加木质素的流动性的效果相关。据信，在固化过程中木质素流动性增加有助于有效交联。

在一个实施方案中，组分(iii)包含一种或多种平均分子量为150-50000g/mol，特别是150-4000g/mol，更特别是150-1000g/mol，优选150-500g/mol，更优选200-400g/mol的聚乙二醇。

在一个实施方案中，组分(iii)包含一种或多种平均分子量为4000-25000g/mol，特别是4000-15000g/mol，更特别是8000-12000g/mol的聚乙二醇。

在一个实施方案中，组分(iii)能够在固化过程中与组分(i)和/或组分(ii)形成共价键。这样的组分不会蒸发并作为组合物的一部分保留，但将被有效地改变以不引入不希望的副作用，例如固化产物中的水吸收。这种组分的非限制性实例是己内酯和具有游离羧基的丙烯酸类基聚合物。

在一个实施方案中，组分(iii)选自脂肪醇、单羟基醇如戊醇、硬脂醇。

在一个实施方案中，组分(iii)选自一种或多种增塑剂，所述增塑剂选自烷氧基化物例如乙氧基化物，例如丁醇乙氧基化物，例如丁氧基三甘醇。

在一个实施方案中，组分(iii)选自一种或多种丙二醇。

在一个实施方案中，组分(iii)选自一种或多种二醇酯。

在一个实施方案中，组分(iii)选自一种或多种增塑剂，所述增塑剂选自己二酸酯、乙酸酯、苯甲酸酯、环苯甲酸酯、柠檬酸酯、硬脂酸酯、山梨酸酯、癸二酸酯、壬二酸酯、丁酸酯、戊酸酯。

在一个实施方案中，组分(iii)选自一种或多种增塑剂，所述增塑剂选自酚衍生物如烷基或芳基取代的酚。

在一个实施方案中，组分(iii)选自一种或多种增塑剂，所述增塑剂选自硅烷醇、硅氧烷。

在一个实施方案中，组分(iii)选自一种或多种增塑剂，所述增塑剂选自硫酸酯如烷基硫酸酯，磺酸酯如烷基芳基磺酸酯如烷基磺酸酯，磷酸酯如三聚磷酸酯；如磷酸三丁酯。

在一个实施方案中，组分(iii)选自一种或多种羟基酸。

在一个实施方案中，组分(iii)选自一种或多种增塑剂，所述增塑剂选自单体酰胺如乙酰胺、苯甲酰胺、脂肪酸酰胺如妥尔油酰胺。

在一个实施方案中，组分(iii)选自一种或多种增塑剂，所述增塑剂选自季铵化合物如三甲基甘氨酸、二硬脂基二甲基氯化铵。

在一个实施方案中，组分(iii)选自一种或多种增塑剂，所述增塑剂选自植物油如蓖麻油、棕榈油、亚麻籽油、妥尔油、大豆油。

在一个实施方案中，组分(iii)是妥尔油的形式。

在一个实施方案中，组分(iii)选自一种或多种增塑剂，所述增塑剂选自氢化油、乙酰化油。

在一个实施方案中，组分(iii)选自一种或多种脂肪酸甲酯。

在一个实施方案中，组分(iii)选自一种或多种增塑剂，所述增塑剂选自烷基聚葡糖苷、葡糖酰胺、氨基葡糖酰胺、蔗糖酯、脱水山梨糖醇酯。

在一个实施方案中，组分(iii)选自聚乙二醇、聚乙二醇醚。

在一个实施方案中，组分(iii)选自三乙醇胺。

在一个实施方案中，组分(iii)为丙二醇、酚衍生物、硅烷醇、硅氧烷、羟基酸、植物油、聚乙二醇、聚乙二醇醚的形式，和/或一种或多种多元醇形式的增塑剂，例如1,1,1-三(羟甲基)丙烷、三乙醇胺或其任何混合物。

令人惊奇地发现，在根据本发明的粘结剂组合物中包含增塑剂强烈地改善了根据本发明的矿物纤维产品的机械性能。

术语增塑剂是指加入到材料中以使材料更软、更柔韧(通过降低玻璃化转变温度Tg)和更容易加工的物质。

组分(iii)也可以是上述化合物的任何混合物。

在一个实施方案中，组分(iii)的存在量为0.5-60，优选2.5-25，更优选3-15wt％，基于组分(i)的干重。

在一个实施方案中，组分(iii)的存在量为0.5-60wt％，优选2.5-25wt％，更优选3-15wt％，基于组分(i)、(ii)和(iii)的干重。

不包含增塑剂的粘结剂组合物

在一个实施方案中，根据本发明的粘结剂组合物不包含增塑剂。

因此，在一个实施方案中，本发明涉及如上所述的矿物纤维产品，条件是水性粘结剂组合物不包含增塑剂。

在一个实施方案中，本发明涉及如上所述的矿物纤维产品，条件是水性粘结剂组合物不包含以下形式的增塑剂：

-一种或多种增塑剂，其选自脂肪醇、单羟基醇，例如戊醇、硬脂醇；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自烷氧基化物，例如乙氧基化物，例如丁醇乙氧基化物，例如丁氧基三甘醇；和/或

-一种或多种丙二醇形式的增塑剂；和/或

-一种或多种二醇酯形式的增塑剂；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自己二酸酯、乙酸酯、苯甲酸酯、环苯甲酸酯、柠檬酸酯、硬脂酸酯、山梨酸酯、癸二酸酯、壬二酸酯、丁酸酯、戊酸酯；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自酚衍生物，例如烷基或芳基取代的酚；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自硅烷醇、硅氧烷；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自硫酸酯如烷基硫酸酯，磺酸酯如烷基芳基磺酸酯如烷基磺酸酯，磷酸酯如三聚磷酸酯；和/或

-一种或多种羟基酸形式的增塑剂；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自单体酰胺，如乙酰胺、苯甲酰胺、脂肪酸酰胺如妥尔油酰胺；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自季铵化合物，例如三甲基甘氨酸、二硬脂基二甲基氯化铵；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自植物油，例如蓖麻油、棕榈油、亚麻籽油、大豆油；和/或

-妥尔油，和/或

-一种或多种增塑剂，其选自氢化油、乙酰化油；和/或

-一种或多种选自酸甲酯的增塑剂；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自烷基多葡糖苷、葡糖酰胺、氨基葡糖酰胺、蔗糖酯、脱水山梨糖醇酯；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自聚乙二醇、聚乙二醇醚；和/或

-一种或多种多元醇形式的增塑剂，例如甘油，例如1,1,1-三(羟甲基)丙烷；和/或

-三乙醇胺。

在一个实施方案中，本发明涉及如上所述的矿物纤维产品，条件是水性粘结剂组合物不包含丙二醇、酚衍生物、硅烷醇、硅氧烷、羟基酸、植物油、聚乙二醇、聚乙二醇醚、三乙醇胺或其任何混合物形式的增塑剂。

在一个实施方案中，本发明涉及如上所述的矿物纤维产品，条件是水性粘结剂组合物不包含沸点为100至380℃，更优选120至300℃，更优选140至250℃的一种或多种增塑剂形式的增塑剂。包含一种或多种沸点为100至380℃，更优选120至300℃，更优选140至250℃的增塑剂。

在一个实施方案中，本发明涉及如上所述的矿物纤维产品，条件是水性粘结剂组合物不包含如下形式的增塑剂：包含一种或多种平均分子量为150至50000g/mol，特别是150至4000g/mol，更特别是150至1000g/mol，优选150至500g/mol，更优选200至400g/mol的聚乙二醇。

包含与粘结剂接触的矿物纤维的矿物纤维产品，所述粘结剂由包含组分(i)和(iia)的粘结剂组合物的固化得到。

在一个实施方案中本发明涉及矿物纤维产品，其包含与粘结剂接触的矿物纤维，所述粘结剂由用于矿物纤维的粘结剂组合物的固化得到，所述用于矿物纤维的粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，其羧酸基团含量为0.03-2.0mmol/g，例如0.03-1.4mmol/g，例如0.075-2.0mmol/g，例如0.075-1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重。

-一种或多种改性剂形式的组分(iia)，优选地条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·分子量Mw为500或更小的环氧化合物，

和/或条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·羰基化合物，其选自醛、式R—[C(O)R₁]_x的羰基化合物，

其中：

R表示饱和或不饱和及直链、支链或环状烃基，包含一个或多个由5或6个碳原子组成的芳族核的基团，包含一个或多个含有4或5个碳原子和氧、氮或硫原子的芳族杂环的基团，R基团可能含有其他官能团，

R₁表示氢原子或C₁-C₁₀烷基，并且x在1至10之间变化，

和/或条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·多元胺

和/或条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·单糖和寡糖。

本发明人已经发现优异的粘结剂性能也可以通过双组分体系来实现，所述双组分体系包含一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)和一种或多种改性剂形式的组分(iia)，以及任选的上下文提及的任何其它组分，所述木质素磺酸盐木质素具有基于木质素磺酸盐木质素干重的0.03-2.0mmol/g，例如0.03-1.4mmol/g，例如0.075-2.0mmol/g，例如0.075-1.4mmol/g的羧酸基团含量。

在一个实施方案中，组分(iia)是一种或多种化合物形式的改性剂，所述化合物选自分子量大于500的环氧化合物，例如基于脂肪酸甘油三酯的环氧化油或一种或多种柔性低聚物或聚合物，例如低Tg丙烯酸类基聚合物，例如低Tg基于乙烯基的聚合物，例如低Tg聚醚，其含有反应性官能团，例如碳二亚胺基团，例如酸酐基团，例如噁唑啉基团，例如氨基，例如环氧基团，例如β-羟基烷基酰胺基团。

在一个实施方案中，组分(iia)是选自聚乙烯亚胺、聚乙烯胺、脂肪胺的一种或多种改性剂。

在一个实施方案中，组分(iia)是选自脂族多官能碳二亚胺的一种或多种改性剂，如脂肪族多官能碳二亚胺。

组分(iia)也可以是上述化合物的任何混合物。

不希望受任何特定理论的束缚，本发明人相信，由包含组分(i)和(iia)以及任选的其它组分的用于矿物纤维的粘结剂组合物实现的优异粘结剂性能至少部分是由于用作组分(iia)的改性剂至少部分起增塑剂和交联剂的作用的效果。

在一个实施方案中，粘结剂组合物包含1-40wt％，例如4-20wt％，例如6-12wt％的量的组分(i ia)，基于组分(i)的干重。

其他组分

在一些实施方案中，根据本发明的矿物纤维产品包含与粘结剂组合物接触的矿物纤维，所述粘结剂组合物由包含其它组分的粘结剂的固化产生。

在一个实施方案中，粘结剂组合物包含选自无机酸，例如硫酸、氨基磺酸、硝酸、硼酸、次磷酸和/或磷酸，和/或其任何盐，例如次磷酸钠，和/或铵盐，例如硫酸、氨基磺酸、硝酸、硼酸、次磷酸和/或磷酸的铵盐，和/或多磷酸钠(STTP)，和/或偏磷酸钠(STMP)，和/或三氯氧磷的催化剂。这种催化剂的存在可以改善根据本发明的粘结剂组合物的固化性能。

在一个实施方案中，粘结剂组合物包含选自路易斯酸的催化剂，所述路易斯酸可接受来自给体化合物的电子对从而形成路易斯加合物，例如ZnCl₂、Mg(ClO₄)₂、Sn[N(SO₂-n-C₈F₁₇)₂]₄。

在一个实施方案中，粘结剂组合物包含选自金属氯化物如KCl、MgCl₂、ZnCl₂、FeCl₃和SnCl₂或它们的加合物如AlCl₃加合物，如BF₃加合物，如BF₃乙胺络合物的催化剂。

在一个实施方案中，粘结剂组合物包含选自有机金属化合物的催化剂，例如钛酸酯基催化剂和锡基催化剂。

在一个实施方案中，粘结剂组合物包含选自螯合剂，如过渡金属，如铁离子、铬离子、锰离子、铜离子和/或选自过氧化物，如有机过氧化物，如过氧化二枯基的催化剂。

在一个实施方案中，根据本发明的粘结剂组合物包含选自亚磷酸酯如亚磷酸烷基酯，如亚磷酸芳基酯如亚磷酸三苯基酯的催化剂。

在一个实施方案中，根据本发明的粘结剂组合物包含选自叔胺如三-2,4,6-二甲基氨基甲基苯酚的催化剂。

在一个实施方案中，粘结剂组合物进一步包含一种或多种硅烷形式的其它组分(iv)。

在一个实施方案中，粘结剂组合物包含一种或多种偶联剂形式的其它组分(iv)，例如有机官能硅烷。

在一个实施方案中，组分(iv)选自有机官能化硅烷，例如伯或仲氨基官能化硅烷，环氧官能化硅烷，例如聚合或低聚环氧官能化硅烷，甲基丙烯酸酯官能化硅烷，烷基和芳基官能化硅烷，脲官能化硅烷或乙烯基官能化硅烷。

在一个实施方案中，粘结剂组合物进一步包含一种或多种组分形式的组分(v)，其选自碱，如氨，如碱金属氢氧化物，如KOH，如碱土金属氢氧化物，如Ca(OH)₂，如Mg(OH)₂，如胺或其任何盐。

在一个实施方案中，粘结剂组合物还包含脲形式的其它组分，特别是其量为5至40wt％，例如10至30wt％，15至25wt％，基于组分(i)的干重。

在一个实施方案中，粘结剂组合物还包含一种或多种碳水化合物形式的其它组分，所述碳水化合物选自蔗糖、还原糖，特别是右旋糖、聚碳水化合物及其混合物，优选糊精和麦芽糖糊精，更优选葡萄糖浆，更优选右旋糖当量值为DE＝30至小于100，例如DE＝60至小于100，例如DE＝60-99，例如DE＝85-99，例如DE＝95-99的葡萄糖浆。

在一个实施方案中，粘结剂组合物还包含选自蔗糖和还原糖的一种或多种碳水化合物形式的其它组分，其量为5-50wt％，例如5wt％至小于50wt％，例如10-40wt％，例如15-30wt％，基于组分(i)的干重。

在一个实施方案中，本发明所述的矿物纤维产品包含与粘结剂组合物接触的矿物纤维，所述粘结剂组合物包含一种或多种硅树脂形式的另外组分。

在一个实施方案中，根据本发明的粘结剂组合物包含一种或多种反应性或非反应性硅酮形式的其它组分(vi)。

在一个实施方案中，组分(vi)选自由有机硅氧烷残基，特别是二苯基硅氧烷残基，烷基硅氧烷残基，优选二甲基硅氧烷残基组成的主链构成的硅酮，其带有至少一个能够与粘结剂组合物的至少一种组分反应的羟基、羧基或酸酐、胺、环氧基或乙烯基官能团，并且优选以0.025-15wt％，优选0.1-10wt％，更优选0.3-8wt％的量存在，基于粘结剂固体。

在一个实施方案中，本发明所述矿物纤维产品包含与粘结剂组合物接触的矿物纤维，所述粘结剂组合物包含一种或多种矿物油形式的其它组分。

在本发明的上下文中，基于粘结剂组分的总干重，糖含量为50wt％或更高的粘结剂组合物被认为是糖基粘结剂。在本发明的上下文中，基于粘结剂组分的总干重，糖含量小于50wt％的粘结剂组合物被认为是非糖基粘结剂。

在一个实施方案中，粘结剂组合物还包含一种或多种表面活性剂形式的其它组分，所述表面活性剂为非离子和/或离子乳化剂形式，例如聚氧乙烯(4)月桂基醚，例如大豆卵磷脂，例如十二烷基硫酸钠。

在粘结剂中使用木质素基磺化产物可导致一些粘结剂和最终产物的亲水性增加，这意味着要加入一种或多种疏水剂，例如一种或多种矿物油，例如一种或多种硅油，例如一种或多种硅树脂。

在一个实施方案中，水性粘结剂组合物基本组成为：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，其羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)；

-一种或多种增塑剂形式的组分(iii)；

-一种或多种偶联剂如有机官能硅烷形式的组分(iv)；

-任选的一种或多种化合物形式的组分，所述化合物选自碱，如氨，如碱金属氢氧化物，如KOH，如碱土金属氢氧化物，如Ca(OH)₂,如Mg(OH)₂，如胺或其任何盐；

-任选的脲形式的组分；

-任选的更具反应性或非反应性硅酮形式的组分；

-任选的烃油；

-任选的一种或多种表面活性剂；

-水，

优选地条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-分子量Mw为500或更小的环氧化合物

和/或

条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-羰基化合物，其选自醛、式R-[C(O)R₁]_x的羰基化合物，

其中：

R表示饱和或不饱和的直链、支链或环状烃基，包含一个或多个由5或6个碳原子组成的芳族核的基团，包含一个或多个含有4或5个碳原子和氧、氮或硫原子的芳族杂环的基团，R基团可能含有其他官能团，

R₁表示氢原子或C₁-C₁₀烷基，并且x在1至10之间变化，

和/或

条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-多元胺

和/或

条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-单糖和寡糖。

在一个实施方案中，水性粘结剂组合物基本组成为：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，和/或

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)；

-一种或多种增塑剂形式的组分(iii)；

-一种或多种偶联剂如有机官能硅烷形式的组分(iv)；

-任选地，选自以下的一种或多种化合物形式的组分：碱，如氨，如碱金属氢氧化物，如KOH，如碱土金属氢氧化物，如Ca(OH)₂,如Mg(OH)₂，如胺或其任何盐；

-任选的脲形式的组分；

-任选的更具反应性或非反应性硅酮形式的组分；

-任选的烃油；

-任选的一种或多种表面活性剂；

-水，

优选地条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-分子量Mw为500或更小的环氧化合物

和/或

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-羰基化合物，其选自醛、式R-[C(O)R₁]_x的羰基化合物，

其中：

R表示饱和或不饱和的直链、支链或环状烃基，包含一个或多个由5或6个碳原子组成的芳族核的基团，包含一个或多个含有4或5个碳原子和氧、氮或硫原子的芳族杂环的基团，R基团可能含有其他官能团，

R₁表示氢原子或C₁-C₁₀烷基，并且x在1至10之间变化，

和/或

条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-多元胺

和/或

条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-单糖和寡糖。

在一个实施方案中，水性粘结剂组合物基本组成为：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，基于木质素磺酸盐木质素的干重，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)；

-一种或多种偶联剂形式的组分(iv)，如有机官能硅烷；

-任选地，选自以下的一种或多种化合物形式的组分：碱，如氨，如碱金属氢氧化物，如KOH，如碱土金属氢氧化物，如Ca(OH)₂,如Mg(OH)₂，如胺或其任何盐；

-任选的脲形式的组分；

-任选的更具反应性或非反应性硅酮形式的组分；

-任选的烃油；

-任选的一种或多种表面活性剂，

-水，

优选地条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-分子量Mw为500或更小的环氧化合物

和/或

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-羰基化合物，其选自醛、式R-[C(O)R₁]_x的羰基化合物，

其中：

R表示饱和或不饱和的直链、支链或环状烃基，包含一个或多个由5或6个碳原子组成的芳族核的基团，包含一个或多个含有4或5个碳原子和氧、氮或硫原子的芳族杂环的基团，R基团可能含有其他官能团，

R₁表示氢原子或C₁-C₁₀烷基，并且x在1至10之间变化，

和/或

条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-多元胺

和/或

条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-单糖和寡糖。

在一个实施方案中，水性粘结剂组合物基本组成为：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，其羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，和/或

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)；

-一种或多种偶联剂形式的组分(iv)，如有机官能硅烷；

-任选地，选自以下的一种或多种化合物形式的组分：碱，如氨，如碱金属氢氧化物，如KOH，如碱土金属氢氧化物，如Ca(OH)₂,如Mg(OH)₂，如胺或其任何盐；

-任选的脲形式的组分；

-任选的更具反应性或非反应性硅酮形式的组分；

-任选的烃油；

-任选的一种或多种表面活性剂；

-水，

优选地条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-分子量Mw为500或更小的环氧化合物

和/或

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-羰基化合物，其选自醛、式R-[C(O)R₁]_x的羰基化合物，

其中：

R表示饱和或不饱和的直链、支链或环状烃基，包含一个或多个由5或6个碳原子组成的芳族核的基团，包含一个或多个含有4或5个碳原子和氧、氮或硫原子的芳族杂环的基团，R基团可能含有其他官能团，

R₁表示氢原子或C₁-C₁₀烷基，并且x在1至10之间变化，

和/或

条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-多元胺

和/或

条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

-单糖和寡糖。

本发明人惊奇地发现矿物纤维产品在新生产时和老化条件后都具有非常高的稳定性，矿物纤维产品包含与粘结剂接触的矿物纤维，从而导致上述水性粘结剂组合物的固化。

此外，本发明人已经发现通过使用>230℃的固化温度可以获得甚至更高的产品稳定性。

在一个实施方案中，本发明因此涉及矿物纤维产品，其包含与粘结剂接触的矿物纤维，所述粘结剂由如上所述水性粘结剂组合物的固化得到，其中使用>230℃的固化温度。

本发明人进一步发现矿物纤维产品的稳定性可以通过以下措施进一步提高：

-更低的生产线容量，意味着更长的固化时间

-添加硅树脂

-添加大量交联剂

-添加两种或更多种不同交联剂的组合

-加入少量阳离子物质如多价金属离子如钙和/或有机阳离子物质如胺和/或有机改性的无机化合物如胺改性的蒙脱石粘土。

生产矿物纤维产品的方法

本发明还提供一种通过用粘结剂组合物粘合矿物纤维来生产矿物纤维产品的方法。

因此，本发明还涉及一种用于生产矿物纤维产品的方法，该方法包括使矿物纤维与粘结剂组合物接触的步骤，该粘结剂组合物包含

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素的羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重；

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)；

-任选的一种或多种增塑剂形式的组分(iii)，

优选地条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·分子量Mw为500或更小的环氧化合物，

和/或

条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·羰基化合物，其选自醛、式R-[C(O)R₁]_x的羰基化合物，

其中：

R表示饱和或不饱和的直链、支链或环状烃基，包含一个或多个由5或6个碳原子组成的芳族核的基团，包含一个或多个含有4或5个碳原子和氧、氮或硫原子的芳族杂环的基团，R基团可能含有其他官能团，

R₁表示氢原子或C₁-C₁₀烷基，并且x在1至10之间变化，

和/或

条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·多元胺

和/或

条件是所述水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·单糖和寡糖

固化

网通过粘结剂组分的化学和/或物理反应固化。

在一个实施方案中，固化在固化装置中进行。

在一个实施方案中，固化在100至300℃，诸如170至270℃，诸如180至250℃，诸如190至230℃的温度下进行。

在一个实施方案中，固化在用于矿棉生产的常规固化炉中进行，固化炉在150至300℃，诸如170至270℃，诸如180至250℃，诸如190至230℃的温度下操作。

在一个实施方案中，固化进行30秒至20分钟，例如1至15分钟，例如2至10分钟的时间。

在典型的实施方案中，固化在150至250℃的温度下进行30秒至20分钟的时间。

固化过程可以在将粘结剂施加到纤维之后立即开始。固化被定义为这样的过程，其中粘结剂组合物经历物理和/或化学反应，在化学反应的情况下通常增加粘结剂组合物中化合物的分子量，从而增加粘结剂组合物的粘度，通常直到粘结剂组合物达到固态。

矿物纤维制品

本发明涉及矿物纤维产品，其包含与固化的粘结剂组合物接触的矿物纤维，固化的粘结剂组合物由水性粘结剂组合物的固化产生。

所使用的矿物纤维可以是人造玻璃质纤维(MMVF)、玻璃纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、矿渣纤维、石纤维、石纤维等中的任何一种。这些纤维可以作为羊毛状产品存在，例如类石棉产品。

纤维/熔体组合物

人造玻璃质纤维(MMVF)可具有任何合适的氧化物组成。纤维可以是玻璃纤维、陶瓷纤维、玄武岩纤维、矿渣纤维或岩或石纤维。纤维优选是通常称为岩、石或矿渣纤维的类型，最优选石纤维。

石纤维通常包含以下氧化物，以重量百分比计：

在优选的实施方案中，MMVF具有以氧化物(wt％)计算的下列元素水平：

SiO₂：至少30、32、35或37；不超过51、48、45或43

Al₂O₃：至少12、16或17；不超过30、27或25

CaO:至少8或10；不超过30、25或20

MgO:至少2或5；不超过25、20或15

FeO(包括至少4或5；不超过15、12或10

Fe₂O₃)：

FeO+MgO：至少10、12或15；不超过30、25或20

Na₂O+K₂O：0或至少1；不超过10

CaO+MgO：至少10或15；不超过30或25

TiO₂：0或至少1；不超过6、4或2

TiO₂+FeO：至少4或6；不超过18或12

B₂O₃：0或至少1；不超过5或3

P₂O₅：0或至少1；不超过8或5

其它：0或至少1；不超过8或5

通过本发明的方法制备的MMVF优选具有以wt％计的以下组成：

/>

MMVF的另一优选组成如下，以wt％计：

玻璃纤维通常包含以下氧化物，以重量百分比计：

玻璃纤维还可以含有以下氧化物，以重量百分比计：

Na₂O+K₂O：8-18，特别是Na₂O+K₂O大于CaO+MgO

B₂O₃：3-12

一些玻璃纤维组合物可含有小于2％的Al₂O₃。

用于制造矿物纤维产品的合适纤维形成方法和随后的生产步骤是本领域常规的那些。通常，在矿物熔体原纤化之后立即将粘结剂喷涂到空气携带的矿物纤维上。以干基计，水性粘结剂组合物通常以粘结矿物纤维产品的0.1-18wt％，优选0.2-8wt％的量施用。

喷涂的矿物纤维网通常在固化炉中通过热空气流固化。热空气流可以从固化炉的长度方向上的不同区域中的下方或上方或从交替方向引入矿物纤维网中。

通常，固化炉在约100℃至约300℃，例如170至270℃，例如180至250℃，例如190至230℃的温度下操作。通常，固化炉停留时间为30秒至20分钟，例如1至15分钟，例如2至10分钟，这取决于例如产品密度。

在典型的实施方案中，根据本发明的矿物纤维产品在150℃至250℃的温度下固化30秒至20分钟的时间。

如果需要，矿棉网可以在固化之前经受成形过程。从固化炉出来的粘结的矿物纤维产品可以被切割成所需的格式，例如絮的形式。因此，所生产的矿物纤维产品例如具有织造和非织造织物、垫、絮、厚板、片材、板、条、卷、颗粒和其它成型制品的形式，其可用作例如隔热或隔音材料、振动阻尼、建筑材料、立面隔绝、用于屋顶或地板应用的增强材料、用作过滤器原料和其它应用。

根据本发明，还可以通过将粘合的矿物纤维产品与合适的复合层或层压层(例如金属、玻璃表面垫和其他织造或非织造材料)组合来生产复合材料。

根据本发明的矿物纤维产品通常具有在6至250kg/m³，优选20至200kg/m³范围内。矿物纤维产品的烧失量(LOI)为0.3至18.0％，优选0.5至8.0％。

木质素组分用于制备粘结剂组合物的用途

本发明还涉及一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的木质素组分在制备用于矿棉的粘结剂组合物中的用途，木质素磺酸盐木质素具有对于组分(i)如上所述的特征。

在一个实施方案中，粘结剂组合物不含苯酚和甲醛。

在一个实施方案中，本发明涉及具有上述组分(i)的特征的一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的木质素组分在制备用于矿棉的粘结剂组合物中的用途，粘结剂组合物优选不含苯酚和甲醛，其中这种粘结剂组合物还包含如上定义的组分(i i)和任选的(i ii)，优选地条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·分子量Mw为500或更低的环氧化合物，和/或

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·羰基化合物，其选自醛、式R-[C(O)R₁]_x的羰基化合物，

其中：

R表示饱和或不饱和的直链、支链或环状烃基，包含一个或多个由5或6个碳原子组成的芳族核的基团，包含一个或多个含有4或5个碳原子和氧、氮或硫原子的芳族杂环的基团，R基团可能含有其他官能团，

R₁表示氢原子或C₁-C₁₀烷基，并且x在1至10之间变化，

和/或

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·多元胺，

和/或

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·单糖和寡糖。

在一个实施方案中，本发明涉及具有上述组分(i)的特征的一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的木质素组分用于制备优选不含苯酚和甲醛的粘结剂组合物的用途，其中粘结剂组合物还包含如上定义的组分(iia)。

实施例

在以下实施例中，制备落入本发明定义的几种粘结剂，并与根据现有技术的粘结剂进行比较。

分别测定根据本发明的粘结剂和根据现有技术的粘结剂的以下性质：

粘结剂组分固体含量

固化前给定粘结剂溶液中每种组分的含量是基于组分的无水质量。

木质素磺酸盐由Borregaard，Norway和Lignotech，Flor ida提供，为固体含量约为50％的液体。Pr imid XL552由EMS-CHEMIE AG提供，硅烷(Moment ive VS-142 40％活性)由Moment ive提供，并且为简单起见按100％计算。NH₄OH，24.7％，由Univar提供并以提供的形式使用。PEG 200、脲、KOH粒料、1,1,1三(羟甲基)丙烷由S igma-Aldr ich提供，并且为简单起见假定为无水的。

粘结剂固体

固化后粘结剂的含量称为“粘结剂固体”。

从石棉上切下圆盘形石棉样品(直径：5cm；高度1cm)并在580℃下热处理至少30分钟以除去所有有机物。通过将粘结剂混合物的样品(约2g)分布到锡箔容器中经热处理的石棉圆盘上来测量粘结剂混合物的固体。在添加粘结剂混合物之前和之后立即称重含有石棉圆盘的锡箔容器的重量。在锡箔容器中制备两个这样的粘结剂混合物负载的石棉圆盘，然后将它们在200℃下加热1小时。在冷却并在室温下储存10分钟后，称重样品并将粘结剂固体计算为两个结果的平均值。

然后可以通过用所需量的水和10％硅烷(Moment ive VS-142)水溶液稀释来制备具有所需粘结剂固体的粘结剂。

机械强度研究

样条测试(Bar tes ts)

在样条测试中测试粘结剂的机械强度。对于每种粘结剂，由粘结剂和来自石棉纺丝生产的石棉丸的混合物制造16个样条。

将具有15％干固体物质(16.0g)的粘结剂溶液的样品与丸(80.0g)充分混合。然后将所得混合物填充到耐热硅酮模板中的四个狭槽中以制备小样条(每个模板4×5个狭槽，狭槽顶部尺寸：长度＝5.6cm，宽度＝2.5cm，狭槽底部尺寸：长度＝5.3cm，宽度＝2.2cm，狭槽高度＝1.1cm)。然后用适当尺寸的扁平金属棒压制置于狭槽中的混合物以产生均匀的样条表面。以这种方式由每种粘结剂制备16个样条。然后通常在225℃下固化所得的样条。固化时间为1小时。冷却至室温后，小心地从容器中取出样条。将五个样条在80℃的水浴中老化3小时。将所制备样条的固化方法用于表1中的实施例。

在干燥3天后，将老化的样条以及五个未老化的样条在Bent Tram机器上以3点弯曲测试(测试速度:10.0mm/min；破裂水平:50％；标称强度:30N/mm²；支撑距离:40mm；最大挠度20mm；标称e-模量10000N/mm²)断裂以研究它们的机械强度。将样条以“顶面”朝上(即尺寸为长度＝5.6cm，宽度＝2.5cm的面)放置在机器中。

粘结剂实施例，参比粘结剂(用脲改性的酚醛树脂，PUF-甲阶酚醛树脂)

该粘结剂是用脲改性的苯酚-甲醛树脂、PUF-甲阶酚醛树脂。

在46％氢氧化钾水溶液(25.5g)的存在下，先以约1℃/分钟的速率加热，然后在84℃反应温度下使37％甲醛水溶液(606g)和苯酚(189g)反应来制备苯酚-甲醛树脂。在84℃下继续反应直至树脂的耐酸性为4，大部分苯酚被转化，然后加入脲(241g)，冷却混合物。

耐酸性(AT)表示给定体积的粘结剂可以用酸稀释而混合物不变混浊(粘结剂沉淀)的次数。硫酸用于确定粘结剂生产中的停止标准，并且低于4的耐酸性表明粘结剂反应结束。

为了测量AT，用1L离子交换水稀释2.5ml浓硫酸(>99％)制备滴定剂。然后在室温下用该滴定剂滴定5mL待研究的粘结剂，同时通过手动摇动保持粘结剂运动；如果优选，使用磁力搅拌器和磁棒。继续滴定直到粘结剂中出现轻微的云状物，当摇动粘结剂时该云状物不会消失。

耐酸性(AT)通过将用于滴定的酸的量(mL)除以样品的量(mL)来计算：

AT＝(所用滴定体积(mL))/(样品体积(mL))

使用所获得的脲改性的酚醛树脂，通过加入25％氨水(90mL)和硫酸铵(13.2g)，然后加入水(1.30kg)来制备粘结剂。

然后如上测量粘结剂固体并用所需量的水和硅烷稀释混合物以进行机械测量(15％粘结剂固体溶液，0.5％硅烷的粘结剂固体)。

实施例1-7

在下文中，粘结剂实施例的条目号对应于表1中使用的条目号。

使用31P NMR测量用于根据本发明的粘结剂的所有木质素磺酸盐的羧酸基团含量，并且发现其在0.05至0.6mmol/g的范围内，基于木质素磺酸盐木质素的干重，而对于用于实施例1、2、3、4、5、6、7的该特定批次，发现其为0.14mmol/g。

实施例1

向30.0g木质素磺酸盐溶液(50％固体)中加入0.4g的NH₄OH(24.7％)并混合，然后加入0.7g硅烷(Moment ive VS-142 40％活性，10％在水中)，并加入68.9g水并混合以得到15％固体，然后用于样条测试中的机械性能测试。

实施例3

向30.0g木质素磺酸盐溶液(50％固体)中加入0.4g的NH₄OH(24.7％)并混合，然后加入6.0g的Primid XL552(100％固体)并混合。最后，加入1.0g硅烷(Moment ive VS-14240％活性，10％在水中)以及102.6g水并混合以得到15％固体，然后用于样条测试中的机械性能测试。

机械性能示于表1中。为简单起见，基于100g干木质素重新计算所有其他组分的量。

从表1可以看出，在木质素磺酸盐和交联剂(Primid XL 552)的组合中，较高量的交联剂导致更好的机械性能。

表1

实施例5-7：石棉产品的测试：

根据工厂制造的矿棉(MW)产品的产品标准DS/EN13162:2012+A1:2015检查了低密度产品的性质，这意味着除了石棉产品的其他基本特性之外的相关机械性能。

在板坯上进行测试，其中切割出根据尺寸规格和根据为获得一个测试结果所需的测试试样的数量的测试试样，如在EN13162中针对每种不同测试方法所述。获得的机械性能的每个所述数值是根据EN13162的更多结果的平均值。

在包装前在直接从生产线取样的产品或测试试样(线切割)和/或在包装后24小时从包装取样的产品或测试试样(24h包装)上进行测试。

尺寸

产品和测试试样的尺寸根据相关测试方法DS/EN822:2013:用于建筑应用的隔热产品-长度和宽度的测定，以及DS/EN823:2013:用于建筑应用的隔热产品-厚度的测定来进行。

粘结剂含量(烧失量)

粘结剂含量的测定根据DS/EN13820:2003:用于建筑应用的隔热材料-有机含量的测定进行，其中粘结剂含量定义为在给定温度下烧掉的有机材料的量，在标准中规定为(500±20℃)。在测试中使用温度(590±20℃，持续至少10分钟或更长时间直至恒定质量)以确保所有有机材料被烧掉。烧失量的测定由至少10g毛料组成，其对应于使用软木钻孔器在测试试样上均匀分布的8-20个切口(最少8个切口)，确保包括整个产品厚度。粘结剂含量作为LOI。粘结剂包括油和其它粘结剂添加剂。

拉伸强度

低密度产品的拉伸强度已经根据EN 1608：2013：用于建筑应用的隔热产品-平行于面的拉伸强度的测定来测定。拉伸强度在来自线切割的测试样品和来自24h包装的测试试样上测量。

自挠曲(f70)

根据用于确定由产品净重引起的挠曲的内部测试方法来测量自挠曲。长度:990±10mm和宽度：最小值270±5mm和最大值680±5mm的测试试样水平放置在具有(700±2)mm的相互中心距离的两个支撑件(倾斜台)和两个可移动支撑装置上。自挠曲在试样的中间测量并且进行机械或电记录(具有显示器的换能器)，并在秤或数字显示器上读取。如果原始产品长于990±10mm，则切断额外的长度。在测试试样的两个表面上测量自挠曲。对于自挠曲<10mm，测量精度为±0.2mm，对于自挠曲>10mm测量精度为±1mm)。

自挠曲报告为(f70，70cm跨度)＝(f1+f2)/2mm，其中f1是表面1面朝上的测量值，f2是表面2面朝上的测量值。

对来自线切割的测试试样和来自24h包装的测试试样进行测试。

实施例5

通过使用实施例5中的粘结剂，在设定为275℃的固化烘箱温度下生产石棉产品。

将730.0kg木质素磺酸铵置于混合容器中，向其中加入8.5L的NH₄OH(24.7％)并搅拌。然后，加入151kg的Primid XL552溶液(预制的31wt％水溶液)和43kg的PEG 200(100％固体)并混合，然后加入13kg硅烷(Momentive VS-142 40％活性，10％水溶液)和100kg硅氧烷(Wacker BS 1052，12％水溶液)。

来自该实施例的粘结剂用于生产低密度石棉产品，如表2所示测量厚度和密度。固化烘箱温度设定为275℃。

实施例6

通过使用实施例6中的粘结剂，在设定为275℃的固化烘箱温度下生产石棉产品。

将730.0kg木质素磺酸铵置于混合容器中，向其中加入8.5L的NH₄OH(24.7％)并搅拌。然后，加入151kg的Primid XL552溶液(预制的31wt％水溶液)和43kg的PEG 200(100％固体)并混合，然后加入13kg硅烷(Momentive VS-142 40％活性，10％水溶液)和100kg硅氧烷(Wacker BS 1052，12％水溶液)。

来自该实施例的粘结剂用于生产低密度石棉产品，如表2所示测量厚度和密度。固化烘箱温度设定为275℃。

实施例7

通过使用实施例53中的粘结剂，在设定为275℃的固化炉温度下制备石棉产品。

609.0kg木质素磺酸铵置于混合容器中，向其中加入8L的NH₄OH(24.7％)并搅拌。然后，加入384kg的Pr imid XL552溶液(预制的31wt％水溶液)并混合，然后加入14kg硅烷(Momentive VS-142 40％活性，10％水溶液)。

来自该实施例的粘结剂用于生产低密度石棉产品，如表2所示测量厚度和密度。固化烘箱温度设定为275℃。

表2

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Claims (21)

1.矿物纤维产品，其包含与粘结剂接触的矿物纤维，粘结剂由不含苯酚和甲醛的水性粘结剂组合物的固化产生，水性粘结剂组合物包含：

-一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，木质素磺酸盐木质素具有0.03至1.4mmol/g的羧酸基团含量，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)，

条件是水性粘结剂组合物不包含选自以下的交联剂：

·分子量Mw为500或更低的环氧化合物

·羰基化合物，其选自醛、式R-[C(O)R₁]_x的羰基化合物，

其中：

R表示饱和或不饱和及直链、支链或环状烃基，包含一个或多个由5或6个碳原子组成的芳核的基团，包含一个或多个含有4或5个碳原子和氧、氮或硫原子的芳族杂环的基团，R基团可能含有其他官能团，

R₁表示氢原子或C₁-C₁₀烷基，以及

x在1至10之间变化，

·多元胺。

2.根据权利要求1所述的矿物纤维产品，其中组分(i)具有0.05至0.6mmol/g的羧酸基团含量，基于木质素磺酸盐木质素的干重。

3.根据权利要求1或2所述的矿物纤维产品，其中组分(i)为一种或多种木质素磺酸盐木质素的形式，考虑到组分(i)的Mn重量平均值，该木质素磺酸盐木质素的平均羧酸基团含量小于1.8个基团/大分子，例如小于1.4，例如小于1.1，例如小于0.7，例如小于0.4。

4.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中组分(i)的酚OH基团含量为0.3至2.5mmol/g，例如0.5至2.0mmol/g，例如0.5至1.5mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重。

5.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中组分(i)的脂族OH基团含量为1.0至8.0mmol/g，例如1.5至6.0mmol/g，例如2.0至5.0mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重。

6.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中组分(i)包含木质素磺酸铵和/或木质素磺酸钙和/或木质素磺酸镁，及其任何组合。

7.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中组分(i)包含木质素磺酸铵和木质素磺酸钙，其中NH₄ ⁺与Ca²⁺的摩尔比为5:1-1:5，特别是3：1-1：3。

8.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中水性粘结剂组合物含有0wt％至小于5wt％的量的添加的糖，基于木质素磺酸盐和糖的重量。

9.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中水性粘结剂组合物包含50至98wt％，例如65至98wt％，例如80至98wt％，例如50至88wt％，例如50至87wt％，例如65至88wt％，例如65至87wt％，例如80至88wt％，例如80至87wt％的量的组分(i)，基于组分(i)和(ii)的干重。

10.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中组分(ii)为选自以下的一种或多种交联剂形式:

oβ-羟基烷基酰胺交联剂，例如N-(2-羟基异丙基)酰胺交联剂，例如N-(2-羟乙基)酰胺交联剂，例如N-(2-羟乙基)己二酰胺交联剂，例如N,N,N′,N′-四(2-羟乙基)己二酰胺和/或

o多官能有机胺如烷醇胺、二胺如六甲基二胺，和/或

o分子量大于500的环氧化合物，例如基于脂肪酸甘油三酯的环氧化油或一种或多种柔性低聚物或聚合物，例如低Tg丙烯酸类基聚合物，例如低Tg基于乙烯基的聚合物，例如低Tg聚醚，其含有反应性官能团，例如碳二亚胺基团，例如酸酐基团，例如噁唑啉基团，例如氨基，例如环氧基团，和/或

o一种或多种多官能碳二亚胺形式的交联剂，例如脂族多官能碳二亚胺。

11.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中组分(ii)包含选自以下的一种或多种交联剂：

oβ-羟基烷基酰胺交联剂，例如N-(2-羟基异丙基)酰胺交联剂，例如N-(2-羟乙基)酰胺交联剂，例如N-(2-羟乙基)己二酰胺交联剂，例如N,N,N′,N′-四(2-羟乙基)己二酰胺。

12.根据前述权利要求中任一项的矿物纤维产品，其包含2至90wt％，例如6至60wt％，例如10至40wt％，例如25至40wt％的量的组分(ii)，基于组分(i)的干重。

13.根据前述权利要求中任一项的矿物纤维产品，其包含一种或多种偶联剂，如有机官能硅烷形式的其它组分(iv)。

14.根据前述权利要求中任一项的矿物纤维产品，还包含选自碱，如氨，如碱金属氢氧化物如KOH，如碱土金属氢氧化物如Ca(OH)₂，如Mg(OH)₂，如胺或其任何盐的一种或多种组分形式的组分(v)。

15.根据前述权利要求中任一项的矿物纤维产品，其包含脲形式的其它组分，特别是其量为5至40wt％，例如10至30wt％，例如15至25wt％，基于组分(i)的干重。

16.根据前述权利要求中任一项的矿物纤维产品，其包含一种或多种反应性或非反应性硅酮形式的其它组分(vi)。

17.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中矿物纤维产品不含氨氧化木质素(AOL)。

18.根据前述权利要求中任一项所述的矿物纤维产品，其中水性粘结剂组合物基本组成为：

-木质素磺酸盐木质素形式的组分(i)，其羧酸基团含量为0.03至2.0mmol/g，例如0.03至1.4mmol/g，例如0.075至2.0mmol/g，例如0.075至1.4mmol/g，基于木质素磺酸盐木质素的干重，

-一种或多种交联剂形式的组分(ii)；

-一种或多种偶联剂，如有机官能硅烷形式的组分(iv)；

-任选的选自以下的一种或多种化合物形式的组分：碱，如氨，如碱金属氢氧化物，如KOH，如碱土金属氢氧化物，如Ca(OH)₂，如Mg(OH)₂，如胺或其任何盐；

-任选的脲形式的组分；

-任选的更具反应性或非反应性硅酮形式的组分；

-任选的烃油；

-任选的一种或多种表面活性剂；

-水。

19.根据前述权利要求中任一项的矿物纤维产品，条件是水性粘结剂组合物不包含增塑剂。

20.根据前述权利要求中任一项的矿物纤维产品，条件是水性粘结剂组合物不包含以下形式的增塑剂

-一种或多种增塑剂，其选自脂肪醇、单羟基醇，例如戊醇、硬脂醇；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自烷氧基化物例如乙氧基化物，例如丁醇乙氧基化物，例如丁氧基三甘醇；和/或

-一种或多种丙二醇形式的增塑剂；和/或

-一种或多种二醇酯形式的增塑剂；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自己二酸酯、乙酸酯、苯甲酸酯、环苯甲酸酯、柠檬酸酯、硬脂酸酯、山梨酸酯、癸二酸酯、壬二酸酯、丁酸酯、戊酸酯；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自酚衍生物，例如烷基或芳基取代的酚；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自硅烷醇、硅氧烷；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自硫酸酯如烷基硫酸酯，磺酸酯如烷基芳基磺酸酯如烷基磺酸酯，磷酸酯如三聚磷酸酯；和/或

-一种或多种羟基酸形式的增塑剂；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自单体酰胺，如乙酰胺、苯甲酰胺、脂肪酸酰胺如妥尔油酰胺；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自季铵化合物，例如三甲基甘氨酸、二硬脂基二甲基氯化铵；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自植物油例如蓖麻油、棕榈油、亚麻籽油、大豆油；和/或

-妥尔油，和/或

-一种或多种增塑剂，其选自氢化油、乙酰化油；和/或

-一种或多种选自酸甲酯的增塑剂；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自烷基多葡糖苷、葡糖酰胺、氨基葡糖酰胺、蔗糖酯、脱水山梨糖醇酯；和/或

-一种或多种增塑剂，其选自聚乙二醇、聚乙二醇醚；和/或

-一种或多种多元醇形式的增塑剂，例如甘油，例如1,1,1-三(羟甲基)丙烷；和/或

-三乙醇胺。

21.根据权利要求1至7中任一项具有组分(i)的特征的一种或多种木质素磺酸盐木质素形式的木质素组分用于制备用于矿棉的不含苯酚和甲醛的粘结剂组合物的用途。