DE102010064103A1 - Material, useful for insulating buildings, comprises mineral wool and a binder, where the binder is prepared from a mixture comprising a phenol compound, formaldehyde and tannin - Google Patents

Material, useful for insulating buildings, comprises mineral wool and a binder, where the binder is prepared from a mixture comprising a phenol compound, formaldehyde and tannin

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Jörg-Michael Krichel
Gerrit Lask
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    • C03C25/00Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
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    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection . Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection . Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/7654Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection . Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only comprising an insulating layer, disposed between two longitudinal supporting elements, e.g. to insulate ceilings
    • E04B1/7658Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection . Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only comprising an insulating layer, disposed between two longitudinal supporting elements, e.g. to insulate ceilings comprising fiber insulation, e.g. as panels or loose filled fibres
    • E04B1/7662Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection . Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only comprising an insulating layer, disposed between two longitudinal supporting elements, e.g. to insulate ceilings comprising fiber insulation, e.g. as panels or loose filled fibres comprising fiber blankets or batts

Abstract

Insulating material comprises mineral wool and a binder, where the binder is prepared from a mixture comprising a phenol compound, formaldehyde and tannin.

Description

  • Technisches Gebiet: Technical Field:
  • Die Erfindung betrifft ein Dämmmaterial auf der Basis von Mineralwolle. The invention relates to a damping material on the basis of mineral wool.
  • Hintergrund der Erfindung: Background of the Invention:
  • Der Klimaschutz stellt eine der größten Herausforderungen der Zukunft dar. Eine zentrale Rolle kommt dabei der Wärmedämmung von Gebäuden zu, welche eine Verringerung der benötigten Menge an Heizenergie ermöglicht und so zu einer Einsparung eines beträchtlichen Anteils der globalen Kohlendioxidemissionen führt. Climate protection is one of the biggest challenges of the future. A central role is played by the thermal insulation of buildings, which enables a reduction in the required amount of heating energy, thus leading to a saving of a considerable share of global carbon dioxide emissions. Durch Wärmedämmung soll der Durchgang von Wärmeenergie bei Gebäuden möglichst weit reduziert werden. the passage of heat energy in buildings should be as far as possible reduced by thermal insulation. Die Wärmedämmung von Gebäuden wird durch die Bauweise vorgegeben und kann durch den Einsatz von Dämmstoffen verstärkt werden. The thermal insulation of buildings is determined by the design and can be enhanced by the use of insulating materials. So benötigen beispielsweise Passivhäuser mit optimaler Dämmung keine Heizung, weil die Abwärme der Bewohner zur Schaffung einer behaglichen Temperatur im inneren ausreicht. So for example, require passive houses with optimum insulation no heating, because the heat of the residents to create a comfortable temperature inside enough.
  • Neben der kontinuierlichen Verbesserung der Dämmeigenschaften stehen bei der Entwicklung neuer Dämmstoffe ebenso Aspekte wie die Nachhaltigkeit bei der Ressourcenauswahl und Produktion sowie die Recyclingfähigkeit des Produktes im Mittelpunkt. In addition to the continuous improvement of insulation properties also are in the development of new insulating materials aspects such as the sustainability of the resource selection and production, and the recyclability of the product at the center. Von ebenso zentraler Bedeutung bei der Entwicklung neuer Dämmstoffe ist die Verwendung gesundheitlich unbedenklicher Materialien, wie nachwachsender Rohstoffe, durch deren Einsatz ein wichtiger Beitrag zum Umwelt- und Gesundheitsschutz geleistet werden kann. Also of key importance in the development of new insulating materials is the use of safe materials such as renewable raw materials, whose use can be an important contribution to environmental and health protection. In der Gebäudedämmung kommt der Verwendung von Mineralwolle eine große Bedeutung zu. In building insulation using mineral wool a great importance. Durch eine Wärmedämmung mit Mineralwolle wird die Wärmeübertragung reduziert, indem das Strömen der Luft durch die Struktur der Wolle und damit der Wärmeaustausch unterbunden werden. By a thermal insulation with mineral wool, the heat transfer is reduced by the flow of air can be prevented by the structure of the wool, and thus the heat exchange. Darüber hinaus verhindert Mineralwolle die Radiation (Wärmeübertragung mittels elektromagnetischer Wellen) und beschränkt die Wärmeführung durch das Isoliermaterial. In addition, mineral wool prevents the radiation (heat transfer by means of electromagnetic waves), and limits the heat conduction through the insulating material.
  • Mineralwolle ist nicht brennbar und ist gegen Schimmel, Fäulnis und Ungeziefer resistent. Mineral wool is not combustible and is resistant to mold, rot and vermin. Dadurch wird eine lange Einsatzfähigkeit und somit ökologische Nachhaltigkeit gewährleistet. Therefore long usability and thus environmental sustainability is ensured.
  • Als Mineralwolle werden Dämmstoffe aus Glaswolle und Steinwolle bezeichnet, welche auch als Kamelit oder Kamilitwolle bekannt sind. As mineral wool insulation materials are called glass wool and rock wool, which are also known as Kamelit or Kamilitwolle.
  • Für die Herstellung von Glaswollfasern wird Altglas als Hauptgrundstoff verwendet, während für die Herstellung von Steinwolle Mineralien wie Spat, Dolomit, Basalt, Diabas und/oder Anorthosit als Ausgangsmaterial verwendet werden. For the production of glass wool fibers recycled glass is used as the main raw material, while used for the production of rock wool minerals such as spar, dolomite, basalt, diabase and / or anorthosite as starting material. Die Schmelze wird durch ein kreisrundes Sieb zu Fasern geschleudert. The melt is ejected through a circular sieve into fibers. Bei dieser Zerfaserung entsteht ein Faservlies, das auf einem Kettenband durch einen Härteofen transportiert wird. In this pulping a fiber web which is transported on a chain belt through a curing oven arises. Alternativ kann die Schmelze über schnell rotierende Walzen geführt Order die Schmelze mit Hochdruckbrennern zerfasert. Alternatively, the melt can be quickly guided over rotating rollers order defibrated the melt with high pressure burners.
  • Aus den so erhaltenen Fasern werden Fasermatten geformt, welche mit einem Bindemittel behandelt werden. Fiber mats are formed from the fibers thus obtained, which are treated with a binder. Das Bindemittel polymerisiert auf der Oberfläche der Fasern und verbindet diese miteinander. The binder is polymerized on the surface of the fibers and connecting them together. Dadurch werden die einzelnen Fasern in den Fasermatten fest eingebettet sind, so dass das Herauslösen der Fasern aus den Fasermatten vermieden wird. Thereby, the individual fibers are embedded firmly in the fiber mats, so that the release of the fibers is avoided for the fiber mats.
  • Als Bindemittel für Dämmmaterialien auf Basis von Mineralwolle werden häufig Kunstharze auf Basis von Phenolverbindungen und Formaldehyd eingesetzt. As a binder for insulating materials based on mineral wool resins are frequently used on the basis of phenolic compounds and formaldehyde. Die Vernetzung des Phenol-Formaldehyd Harzes findet bei der Produktion von Dämmmaterialien direkt im Anschluss an die Zerfaserung auf der Oberfläche der noch heißen Fasern statt. The crosslinking of the phenol-formaldehyde resin takes place in the production of insulation materials immediately after the shredding on the surface of the still hot fibers.
  • Aus Gründen des Schutzes von Gesundheit und Umwelt ist man bestrebt, den Anteil von überschüssigem Formaldehyd, welches nicht während der Bildung der Vorkondensate oder der eigentlichen Vernetzung abreagiert ist, in Phenol-Formaldehyd Harzen zu minimieren. For reasons of protection of health and the environment, the aim is to minimize the amount of excess formaldehyde that is not reacted during the formation of precondensates or the actual networking in phenol-formaldehyde resins. Ziel dabei ist es den Anteil von Formaldehyd im Phenol-Formaldehyd Harz und die damit verbundenen Emission von Formaldehyd entsprechend zu minimieren. The goal is to minimize the amount of formaldehyde in the phenol-formaldehyde resin and the associated emission of formaldehyde accordingly. Die chemische Industrie hat mittlerweile vorkondensierte Phenol-Formaldehyd Harze, welche einen reduzierten Gehalt von freiem Formaldehyd aufweisen, bereitgestellt. The chemical industry has meanwhile provided precondensed phenol-formaldehyde resins which have a reduced content of free formaldehyde. Jedoch ist dabei der Zusatz von weiterem Formaldehyd erforderliche, um die Eigenschaften des Bindemittels hinsichtlich der Wasserbeständigkeit zu verbessern. However, while the addition is required of further formaldehyde to improve the properties of the binder in water resistance. In Konsequenz sind Emissionen von Formaldehyd insbesondere im Hinblick auf den hohen Dampfdruck und der verhältnismäßigen langsamen Reaktion zwischen Polymerketten fast unvermeidbar. In consequence emissions of formaldehyde, in particular in view of the high vapor pressure and the relative slow reaction between polymer chains are nearly unavoidable.
  • EP 0 583 086 A1 EP 0583086 A1 beschreibt eine formaldehydfreie vernetzbare wässrige Binderrezeptur für Glasfasern, welche eine Polysäure mit mindestens zwei Carboxyl-Gruppen oder Carbonsäureanhydrid-Gruppen, ein Polyol mit mindestens zwei Hydroxyl-Gruppen und optional einen phosphorhaltigen Härter umfassen. describes a formaldehyde-free curable aqueous binder formulation for glass fibers, comprising a polyacid having at least two carboxyl groups or carboxylic anhydride groups, a polyol having at least two hydroxyl groups and, optionally, a phosphorus-containing curing agent. Bevorzugte Polysäuren sind polymere Polysäuren wie beispielsweise Polyacrylsäure und bevorzugte Polyole sind Hydroxylamine. Preferred polyacids are polymeric polyacids such as polyacrylic acid and preferred polyols are hydroxylamines.
  • Ähnliche Bindemittelrezepturen für Mineralfasern, welche die Verwendung von Polyacrylsäure und einem Polyol beschreiben, sind aus Similar binder formulations for mineral fibers, which describe the use of polyacrylic acid and a polyol are made of US 6331350 B1 US 6331350 B1 , . EP 0990 727 A1 EP 0990 727 A1 , . EP 0990 728 A1 EP 0990 728 A1 und and EP 0990 729 A1 EP 0990 729 A1 bekannt. known.
  • DE 699 14 501 T2 DE 699 14 501 T2 beschreibt Wärmeisolationsprodukte auf der Basis von künstlichen glasartigen Fasern und Graphit. describes thermal insulation products based on man-made vitreous fibers and graphite. Das Wärmeisolationsprodukt ist dadurch gekennzeichnet, dass Graphit im Wesentlichen homogen im ganzen Material verteilt ist und an den Oberflächen der Fasern durch ein organisches Bindemittel gebunden ist. The thermal insulation product is characterized in that graphite is substantially homogeneously distributed throughout the material and is bonded to the surfaces of the fibers by an organic binder. Der Gehalt an Graphit in der Schicht beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 10 Gew.-% der Schicht. The content of graphite in the layer is preferably between 1 and 10 wt .-% of the layer. Aufgabe des Bindemittels ist es den Graphit an die Oberflächen der künstlichen glasartigen Fasern im Vlies zu binden und in diesem Zusammenhang werden in DE 699 14 501 T2 verschiedene Formaldehyd-Harze auf der Basis von Phenol, Harnstoff, Resorcin, Furanbindemittel oder Melamin genannt, sowie alternative härtbare und nicht härtbare Bindemittel, die keine Formaldehyd-Harze darstellen. Function of the binder is to bind the graphite to the surfaces of the man-made vitreous fibers in the web and in this context 699 14 501 T2 different formaldehyde resins based on phenol, urea, resorcinol, Furanbindemittel or melamine are mentioned in DE, as well as alternative curable and non-curable binders which are not formaldehyde resins.
  • Aus Out US 2009/0304919 A1 US 2009/0304919 A1 sind Bindemittelmischungen, welche ein Phenol-Formaldehyd Harz, mindestens eine Aminverbindung mit einer molekularen Masse von unter 2000 g/mol, mindestens ein aktiviertes Silan und mindestens eine aromatische Hydroxyl-Verbindung enthalten, für die Herstellung von Dämmmaterialien aus Mineralwolle bekannt. are binder mixtures containing a phenol-formaldehyde resin, at least one amine compound having a molecular mass of below 2000 g / mol, at least one activated silane and at least one aromatic hydroxyl compound, known for the production of insulating materials of mineral wool. Durch das aktivierte Silan wird eine chemische Bindung zwischen der Glasfaser und dem Harz realisiert und durch die aromatische Hydroxyl-Verbindung kann freies Formaldehyd aus dem verwendeten Harz eingefangen werden und chemisch in solche Moleküle umgewandelt werden, die ihrerseits nicht mehr an der Vernetzungsreaktion teilnehmen können. By the activated silane is a chemical bond between the glass fiber and the resin is realized, and by aromatic hydroxyl compound free formaldehyde can be captured from the used resin and chemically converted in such molecules, which can no longer participate in the crosslinking reaction in turn. Dadurch kann der Gehalt an freiem Formaldehyd im Harz und in dem Mineralwolleprodukt gesenkt werden. Thereby, the content of free formaldehyde in the resin and in the mineral wool product can be lowered.
  • In den zuvor beschriebenen Verfahren wird eine Reduktion des Formaldehydanteils in dem Bindemittel durch Zugabe von synthetisch hergestellten Materialien erzielt, die entweder einen Bestandteil im Bindemittel ersetzen oder es als zusätzlichen Hilfsstoff ergänzen. In the above-described method, a reduction in the formaldehyde content is achieved in the binder by adding synthetically prepared materials, which either replace or supplement a component in the binder it as an additional excipient. In diesem Zusammenhang werden nicht immer vorteilhafte Veränderungen hinsichtlich der mechanischen Belastbarkeit, der Verarbeitbarkeit, des optischen Erscheinungsbildes, der Gesundheitsverträglichkeit, der Umweltverträglichkeit, der Deponierbarkeit oder der Nachhaltigkeit des Dämmmaterials in Kauf genommen. In this context not always favorable changes in terms of mechanical strength, processability, the visual appearance, health impact, environmental impact, disposability or the sustainability of the insulation material to be accepted.
  • Zusammenfassung der Erfindung: Summary of the Invention:
  • Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, ein Dämmmaterial basierend auf Mineralwolle bereitzustellen, das sich zum einen durch eine geringe Formaldehydemission auszeichnet und zum anderen eine hohe mechanische Belastbarkeit, eine staubfreie Verarbeitbarkeit, ein ansprechendes optisches Erscheinungsbild, eine gute Gesundheitsverträglichkeit und Umweltverträglichkeit gewährleistet. It is thus an object of the invention to provide an insulating material based on mineral wool, which is characterized by providing for a low formaldehyde emission and to the other high mechanical strength, a dust-free processing, a pleasing visual appearance, a good health impact and environmental compatibility ensured.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es ein Dämmmaterial bereitzustellen, welches sich durch eine hohe Nachhaltigkeit hinsichtlich der eingesetzten Rohstoffe und der Deponierbarkeit auszeichnet. Another object of the invention is to provide a damping material, which is characterized by a high sustainability regarding the raw materials used and the disposability.
  • Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Verringerung des Anteils der synthetischen Bestandteile im Bindemittel zugunsten von nachwachsenden Rohstoffen zu ermöglichen. In particular, it is an object of the invention to enable the reduction of the proportion of the synthetic ingredients in the binder in favor of renewable raw materials. Durch einen geringeren Materialeinsatz von synthetischen Bestandteilen bei gleichzeitiger Erhöhung des Anteils von nachwachsenden Rohstoffen wird eine umwelt- und ressourcenschonende nachhaltige Produktion ermöglicht. With less material use of synthetic components while increasing the proportion of renewable raw materials, an environmental and resource-saving sustainable production is made possible.
  • Die oben formulierten Aufgaben werden erfindungsgemäß gelöst durch ein Dämmmaterial umfassend Mineralwolle und ein Bindemittel, wobei das Bindemittel aus einer Mischung herstellbar ist, die eine Phenol-Verbindung, gegebenenfalls Formaldehyd und Tannin umfasst. The above formulated objects are achieved by an insulating material comprising mineral wool and a binder, wherein the binder is prepared from a mixture optionally comprising a phenolic compound, formaldehyde and tannin.
  • Kurze Beschreibung der Figuren: BRIEF DESCRIPTION OF FIGURES:
  • 1 1 zeigt die nach der WKI-Flaschenmethode (24 h bei 40°C) gemessene Formaldehydabgabe der in Beispiel 1 hergestellten Bindemittel. shows the after WKI-flask method (24 h at 40 ° C) measured formaldehyde release of the binder prepared in Example. 1
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung: Detailed description of the invention:
  • Mineralwolle: Mineral wool:
  • Als Mineralwolle für das erfindungsgemäße Dämmmaterial kann Glaswolle, Steinwolle oder ein Gemisch daraus verwendet werden. The mineral wool for the inventive insulating material glass wool, rock wool or a mixture thereof may be used. Vorzugsweise wird Glaswolle oder Steinwolle verwendet. Preferably, glass wool or rock wool is used. Glaswollfasern bestehen im Allgemeinen aus Glas, Sand, Kalkstein, Soda und einem Mineralöl zur Staubbindung. Glass wool fibers generally consist of glass, sand, limestone, soda and a mineral oil for dust control. Für die Herstellung von Glaswolle kann Altglas verwendet werden. For the production of glass wool waste glass can be used. Steinwollfasern bestehen im Allgemeinen aus Spat, Dolomit, Basalt, Diabas, Anorthosit sowie Recyclingmaterialien und einem Mineralöl zur Staubbindung. Rockwool fibers generally consist of spar, dolomite, basalt, diabase, anorthosite and recycled materials and a mineral oil for dust control.
  • Für die Herstellung von Mineralwolle können alle dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren verwendet werden. For the production of mineral wool all in the art may be used are known from the prior art methods. So kann beispielsweise das aus This can for example, DE 35 09 426 A1 DE 35 09 426 A1 bekannte Düsenblasverfahren zur Herstellung von Mineralfasern aus silikatischen Rohstoffen verwendet werden. known blast drawing for producing mineral fibers are used of silicate raw materials. Bei dem Düsenblasverfahren wird eine Schmelze aus Glas oder Stein unter Verwendung eines Treibgases durch einen Düsenspalt gepresst werden, so dass Fasern mit einem geringen Durchmesser gebildet werden. In the blast drawing process, a melt of glass or stone by using a propellant gas will be forced through a die gap, so that fibers are formed with a small diameter.
  • Ebenso kann für die Herstellung von Mineralwolle ein Zerfaserungsverfahren nach Likewise, a defibration can be used for the manufacture of mineral wool according to WO 2006/095231 WO 2006/095231 oder or WO 01/49619 WO 01/49619 verwendet werden. be used. Dabei wird eine heiße Mineralschmelze in eine zylinderförmige Schleudervorrichtung mit Löchern in der Zylinderwand eingebracht und ausgeschleudert. Here, a hot mineral melt is introduced into a cylindrical spinner with holes in the cylinder wall and ejected. Die zylinderförmige Schleudervorrichtung wird durch die Verbrennung eines Brennstoff-Luft Gemisches beheizt und durch. The cylindrical spinner is heated by the combustion of a fuel-air mixture and through. die Zentrifugalkraft wird das geschmolzene Mineral durch die Löcher in der Zylinderwand gepresst, so dass eine Vielzahl formbarer Primärglasstränge entsteht, welche durch einen heißen Gasstrom in vertikaler Richtung nach unten befördert werden. the centrifugal force, the molten mineral pressed through the holes in the cylinder wall, so that a plurality of moldable primary glass strands produced, which are conveyed through a hot gas stream in a vertical downward direction. Die formbaren Primärglasstränge passieren einen. The formable primary glass strands pass through a. Druckluftring passieren und dabei verringert sich ihr Durchmesser, so dass dünne Fasern entstehen mit möglichst homogenem Faserdurchmesser entstehen. Compressed air ring to pass and thereby decreases its diameter so that arise thin fibers with a homogeneous as possible fiber diameter arise.
  • Die Faserlänge der Mineralwolle beträgt typischerweise 0.5 bis 10 cm und der Faserdurchmesser liegt typischerweise im Bereich zwischen 1 und 5 μm. The fiber length of the mineral wool is typically 0.5 to 10 cm and the fiber diameter is typically in the range between 1 and 5 microns.
  • Bindemittel: Binder:
  • Als Bindemittel für das erfindungsgemäße Dämmmaterial wird ein Bindemittel verwendet, welches aus einer Mischung umfassend eine Phenol-Verbindung, Formaldehyd und Tannin herstellbar ist. As the binder for the inventive insulating material, a binder is used which is a phenolic compound, formaldehyde, and tannin is produced from a mixture comprising.
  • Phenol-Verbindung: Phenol compound:
  • Geeignete Phenol-Verbindungen für die Herstellung eines Phenolharzes zum Einsatz im erfindungsgemäßen Bindemittel sind Phenol, 1,2-Dihydroxybenzol (Brenzcatechin), 1,3-Dihydroxybenzol (Resorcin), 1,4-Dihydroxybenzol (Hydrochinon), 1,2,3-Trihydroxybenzol (Pyrogallol), 1,2,4-Trihydroxybenzol (Hydroxyhydrochinon), 1,3,5-Trihydroxybenzol (Phloroglucin), m-Kresol, o-Kresol, p-Kresol, 2,3-Dihydroxytoluol, 2,4-Dihydroxytoluol, 2,5-Dihydroxytoluol, 2,6-Dihydroxytoluol, 3,4-Dihydroxytoluol, 3,5-Dihydroxytoluol, 2-Methoxyphenol, 3-Methoxyphenol und 4-Methoxyphenol. Suitable phenolic compounds for the preparation of a phenolic resin for use in the binder according to the invention are phenol, 1,2-dihydroxybenzene (pyrocatechol), 1,3-dihydroxybenzene (resorcinol), 1,4-dihydroxybenzene (hydroquinone), 1,2,3- trihydroxybenzene (pyrogallol), 1,2,4-trihydroxybenzene (hydroxyhydroquinone), 1,3,5-trihydroxybenzene (phloroglucinol), m-cresol, o-cresol, p-cresol, 2,3-dihydroxytoluene, 2,4-dihydroxytoluene , 2,5-dihydroxytoluene, 2,6-dihydroxytoluene, 3,4-dihydroxytoluene, 3,5-dihydroxytoluene, 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol and 4-methoxyphenol. Erfindungsgemäß können eine oder mehrere Phenol-Verbindungen für die Herstellung des Phenolharzes verwendet werden. According to the invention, one or more phenolic compounds for the preparation of the phenolic resin can be used.
  • Bevorzugte Phenol-Verbindungen sind Phenol, 1,2-Dihydroxybenzol (Brenzcatechin), 1,3-Dihydroxybenzol (Resorcin), 1,4-Dihydroxybenzol (Hydrochinon), 1,2,3-Trihydroxybenzol (Pyrogallol), 1,2,4-Trihydroxybenzol (Hydroxyhydrochinon) und 1,3,5-Trihydroxybenzol (Phloroglucin). Preferred phenolic compounds are phenol, 1,2-dihydroxybenzene (pyrocatechol), 1,3-dihydroxybenzene (resorcinol), 1,4-dihydroxybenzene (hydroquinone), 1,2,3-trihydroxybenzene (pyrogallol), 1,2,4 -Trihydroxybenzol (hydroxy hydroquinone) and 1,3,5-trihydroxybenzene (phloroglucinol). Besonders bevorzugt ist Phenol. Particularly preferred is phenol.
  • Die Phenol-Verbindung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bindemittels wird bevorzugt in Form einer Phenolharz-Mischung eingesetzt. The phenol compound for the preparation of the binder according to the invention is preferably used in the form of a phenolic resin mixture. Phenolharze sind dem Fachmann bekannt. Phenolic resins are known in the art. Sie werden auch als Phenoplaste oder Phenol-Formaldehyd Harze bezeichnet und werden durch Reaktion zwischen der Phenol-Verbindung und einem Aldehyd, üblicherweise Formaldehyd, hergestellt. They are also referred to as phenolic resins or phenol-formaldehyde resins and are made by reaction between the phenolic compound and an aldehyde, usually formaldehyde produced.
  • Als Phenolharz-Mischung wird erfindungsgemäß eine Mischung umfassend die Phenol-Verbindung, Formaldehyd, ein Kondensationsmittel und Wasser bezeichnet. a mixture according to the invention comprising denotes the phenol compound, formaldehyde, a condensing agent and water as a phenol resin mixture. Die Phenol-Verbindung und Formaldehyd werden bevorzugt in Form einer kommerziell erhältlichen Phenolharz-Zubereitung eingesetzt. The phenol compound and formaldehyde are preferably used in the form of a commercially available phenolic resin preparation.
  • Bei der Aushärtung des Phenolharzes werden durch eine elektrophile Substitution bis zu drei Wasserstoff-Atome der Phenol-Verbindung durch jeweils eine Methylol-Gruppe (-CH 2 OH) ersetzt. During the curing of the phenolic resin up to three hydrogen atoms of the phenolic compound in each case by a methylol group (-CH 2 OH) can be replaced by electrophilic substitution. Durch Abspaltung von Wasser kondensieren diese polyfunktionellen Phenol-Derivate anschließend zu Methylol-Vorkondensaten, die je nach gewünschtem Ergebnis mit sauren oder basischen Kondensationsmittel versetzt werden können. By elimination of water, these polyfunctional phenol derivatives then condense to form methylol precondensates which can be added depending on the desired result with acidic or basic condensation agent.
  • In saurer Umgebung bilden sich aus dem Methylol-Vorkondensat die so genannten Novolake, welche durch Methylenbrücken verbundene lineare Kettenmoleküle sind. In an acidic environment, the so-called novolacs, which are connected by methylene bridges linear chain molecules formed from the methylol precondensate. Novolake weisen einen sehr hohen Vernetzungsgrad auf, sie sind jedoch noch schmelzbar. Novolaks have a very high degree of crosslinking, but they are still fusible. Das Stoffmengenverhältnis zwischen der Phenol-Verbindung und Formaldehyd ist bei Novolaken kleiner 1. Daher muss ein Formaldehydspender wie beispielsweise Hexamethylentetramin zugesetzt werden, um Novolake bei Temperaturen oberhalb von 120°C zu unschmelzbaren, duroplastischen Materialien auszuhärten. The molar ratio between the phenol compound and formaldehyde is at novolaks less than 1. Therefore, a formaldehyde donor such as hexamethylenetetramine, has to be added to infusible novolaks at temperatures above 120 ° C to cure thermoset materials.
  • In basischer Umgebung bilden sich aus dem Methylol-Vorkondensat ein durch Methylether-Brücken vernetzes zähflüssiges Harz, die sogenannten Resole. In a basic environment Networked by methyl ether bridges viscous resin, the so-called resoles formed from the methylol precondensate. Das Stoffmengenverhältnis zwischen der Phenol-Verbindung und Formaldehyd ist bei Resolen größer 1. Bei der Herstellung eines solchen Resols wird eine wässrige Lösung eines Methylol-Vorkondensats, welches aus einer Phenol-Verbindung und Formaldehyd erhalten wurde, mit einem basischen Kondensationsmittel und gegebenenfalls weiteren Additiven versetzt und erwärmt. The molar ratio between the phenol compound and formaldehyde is at resoles greater than 1. In the preparation of such resole is an aqueous solution of a methylol precondensate, which was obtained from a phenol compound and formaldehyde added with a basic condensing agent and optionally further additives and heated. Die Reaktionsgeschwindigkeit der basenkatalysierten Reaktion nimmt mit steigendem pH-Wert zu und erreicht ein Maximum bei einem pH-Wert von ungefähr 10. Als reaktive Spezies wird bei der basischen Kondensationsreaktion ein Phenolat-Anion gebildet, welches durch Deprotonierung einer aromatischen Hydroxyl-Gruppe entsteht. The reaction rate of the base-catalyzed reaction increases with increasing pH and reached a maximum at a pH of about 10. The reactive species is a phenolate anion is formed in the basic condensation reaction, which is formed by deprotonation of an aromatic hydroxyl group. Aufgrund der Delokalisierung der negativen Ladung in dem aromatischen Ringsystem werden die Positionen 2, 4 und 6 hinsichtlich der Reaktion mit Formaldehyd aktiviert. Due to the delocalization of the negative charge in the aromatic ring system positions 2, 4 and 6 to be activated with respect to the reaction with formaldehyde. Wird das Resol auf Temperaturen von ungefähr 120°C erhitzt, so bilden sich Methylen- und Methylether-Brücken aus und es liegt ein 3-dimensionales Netzwerk von polymerisiertem Phenolharz vor. If the resole is heated to temperatures of about 120 ° C, then methylene and methyl ether bridges form and there is a 3-dimensional network of polymerized phenolic resin before. Der hohe Vernetzungsgrad verleiht diesem Phenolharz-Typ seine Härte sowie eine gute thermische und chemische Beständigkeit. The high degree of crosslinking gives this phenolic resin type its hardness as well as good thermal and chemical resistance.
  • Erfindungsgemäß kann die Aushärtung des Phenolharzes in Gegenwart eines sauren oder basischen Kondensationsmittels erfolgen. According to the invention the curing of the phenolic resin can be carried out in the presence of an acidic or basic condensation agent. Vorzugsweise erfolgt die Aushärtung des Phenolharzes in Gegenwart eines basischen Kondensationsmittels. Preferably, the curing of the phenolic resin is carried out in the presence of a basic condensing agent.
  • Bei der Herstellung der Phenolharz-Mischung zum Einsatz bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Bindemittels, welche unter basischen Bedingungen aushärtet, wird eine wässrige Lösung eines Methylol-Vorkondensats (niedermolekulares Resol), welches aus einer Phenol-Verbindung und Formaldehyd erhalten wurde, mit einem basischen Kondensationsmittel und gegebenenfalls weiteren Additiven versetzt, so dass eine Phenolharz-Mischung vorliegt, die bei Temperaturen von über 120°C aushärtet. In the preparation of the phenolic resin mixture for use in the preparation of the binder according to the invention, which cures under basic conditions, an aqueous solution of a methylol precondensate (low molecular weight resol), which was obtained from a phenol compound and formaldehyde, with a basic condensing agent and optionally further additives are added, so that a phenolic resin mixture is obtained which cures at temperatures above 120 ° C. Vorzugsweise wird ein basischer Puffer bestehend aus einem Säure/Base-Paar, welches einen pH-Wert von > 7 hat, als basisches Kondensationsmittel verwendet. Preferably a basic buffer consisting of an acid / base pair that has a pH of> 7, is used as basic condensing agent.
  • Basische Kondensationsmittel sind beispielsweise basische Puffer, die aus einer Säure und einer Base hergestellt werden. Basic condensation agents are, for example, basic buffers which are prepared from an acid and a base. Ein geeignetes basisches Kondensationsmittel ist Ammoniumsulfat/Ammoniak. A suitable basic condensing agent is ammonium sulphate / ammonia.
  • Weitere Additive, mit denen die wässrige Lösung des Methylol-Vorkondensats (niedermolekulares Resol) zum Einsatz bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Bindemittels versetzt wird, sind beispielsweise Harnstoff, Staubbindeöl (Mineralöle), Haftvermittler (Silane), Hydrophobierungsmittel (Silikonöle). Further additives, with which the aqueous solution of the methylol precondensate (low molecular weight resol) for use in the preparation of the binder according to the invention is placed, for example, urea, dust-binding oil (mineral oils), adhesion promoters (silanes), hydrophobing agents (silicone oils).
  • Harnstoff bindet als Formaldehyd-Fänger freies Formaldehyd in dem Phenolharz und kommt zum Einsatz bei der Herstellung von Phenolharz-Zubereitungen. Urea binds as a formaldehyde scavenger for free formaldehyde in the phenol resin and is used in the production of phenolic resin compositions. Dadurch wird die Konzentration von freiem Formaldehyd in dem Phenolharz gering gehalten. Thereby, the concentration of free formaldehyde in the phenol resin is kept low.
  • Für die Herstellung von Phenolharzen zum Einsatz bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Bindemittels werden bevorzugt Phenolharz-Zubereitungen verwendet. Phenolic resin compositions are preferably used for the production of phenolic resins for use in the preparation of the binder according to the invention. Phenolharz-Zubereitungen enthalten ein Methylol-Vorkondensat (niedermolekulares Resol), welches aus einer Phenol-Verbindung und Formaldehyd erhalten wurde, eine Phenol-Verbindung, Formaldehyd und gegebenenfalls Harnstoff. Phenolic resin preparations contain a methylol precondensate (resol low molecular weight), which was obtained from a phenol compound and formaldehyde, a phenolic compound, formaldehyde and optionally urea. Eine solche Phenolharz-Zubereitungen kann gegebenenfalls mit Wasser verdünnt werden. Such a phenol resin formulations may optionally be diluted with water. Für die Herstellung von Phenolharzen, die unter basischen Bedingungen aushärten, wird die Phenolharz-Zubereitung mit Wasser, einem basischen Kondensationsmittel, und gegebenenfalls weiteren Additiven versetzt, so dass eine Phenolharz-Mischung erhalten wird. For the production of phenolic resins that cure under basic conditions, the phenol resin prepared with water, a basic condensing agent, and optionally further additives are added, so as to obtain a phenol resin mixture. Für die Herstellung von Phenolharzen können kommerziell erhältliche Phenolharz-Zubereitungen verwendet werden. For the production of phenolic resins commercially available phenolic resin formulations can be used. Kommerziell erhältliche Phenolharz-Zubereitungen sind wässrige niedermolekulare Resole, die die Phenol-Verbindung, Formaldehyd und gegebenenfalls Harnstoff enthalten. Commercially available phenol resin formulations are aqueous low molecular weight resoles containing the phenolic compound, formaldehyde and optionally urea. Es werden Phenolharze eingesetzt, deren Gehalt an freiem Formaldehyd unter 7,0%, bevorzugt unter 4,0% und am stärksten bevorzugt unter 1,0% liegt. It can be used phenolic resins, their content is preferably located free formaldehyde under 7.0%, preferably below 4.0% and most less than 1.0%. Kommerziell erhältliche Phenolharz-Zubereitungen sind beispielsweise Prefere TM 72 5533 M (Dynea Erkner GmbH), Prefere TM 72 5548 M (Dynea Erkner GmbH), Bakelite ® PF 1919 M (Momentive Speciality Chemicals GmbH), Bakelite ® PF 1967 M (Momentive Speciality Chemicals Leuna GmbH, Leuna), Bakelite ® PF 1916 M (Momentive Speciality Chemicals GmbH) und Bakelite ® PF 1230 V (Momentive Speciality Chemicals GmbH). Commercially available phenol resin formulations are, for example Prefere TM 72 5533 M (Dynea Erkner GmbH), Prefere TM 72 5548 M (Dynea Erkner GmbH), Bakelite ® PF 1919 M (Momentive Specialty Chemicals GmbH), Bakelite ® PF 1967 M (Momentive Specialty Chemicals Leuna GmbH, Leuna) Bakelite ® PF 1916 M (Momentive Specialty Chemicals GmbH) and Bakelite ® PF 1230 V (Momentive Specialty Chemicals GmbH).
  • Tannine: tannins:
  • Tannine sind pflanzliche Gerbstoffe, die in dikolyten Stauden, Sträuchern und Baumblättern und anderen Pflanzenteilen besonders in den Tropen und Subtropen weit verbreitet sind. Tannins are plant tannins, which are widely used in dikolyten perennials, shrubs and tree leaves and other plant parts, especially in the tropics and subtropics. Tannine sind Polyhydroxyphenole, die in Wasser, Ethanol und Aceton löslich sind und durch die phenolischen ortho-Di-Hydroxygruppen Quervernetzungen zwischen Makromolekülen wie Proteinen, Cellulose und Pektin ausbilden können. Tannins are polyhydroxyphenols, which are soluble in water, ethanol and acetone, and are able to form by the phenolic ortho-di-hydroxy crosslinks between macromolecules such as proteins, cellulose and pectin. Pflanzliche Tannine variieren deutlich in ihrer chemischen Struktur und haben ein molekulares Gewicht im Bereich von 500 bis 3000 kDa. Vegetable tannins vary significantly in their chemical structure and have a molecular weight in the range of 500 to 3000 kDa. Sie kommen im Holz und der Rinde von Eichen, Birken und Kastanien, in der Fruchthülle der Walnuss, in den Hülsen des Divi-Divi-Baums (Caesalpinia coriaria), in Sumachgewächsen, in der Frucht des Kaki-Baums, Myrobalanen, Trillo, Valonea, Blutwurz, in Weintrauben sowie in Pflanzengallen. They come in wood and the bark of oak, birch and chestnut, in the pericarp of walnut, in pods of divi-divi tree (Caesalpinia coriaria) in Sumachgewächsen, in the fruit of the persimmon tree, Myrobalan, Trillo, Valonea , bloodroot, in grapes and in plant galls.
  • Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Bindemittels können alle dem Fachmann bekannten, mit Phenolharz verträglichen Tannine eingesetzt werden. For the preparation of the binder according to the invention all known to the skilled man, acceptable tannins are used with phenol resin. Erfindungsgemäß bevorzugte Tannine sind Quebracho-Tannine, wie z. According to the invention preferred tannins are quebracho tannins such. B. Colatán GT10, Colatán CDM/D2 Colatán GT5, und Colatán GTH. B. Colatán GT10, Colatán CDM / D2 Colatán GT5, and Colatán GTH. Besonders bevorzugt ist Colatán GT10. Particularly preferred is Colatán GT10.
  • Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Bindemittels wird Tannin der Phenolharz-Mischung vor dem Aushärten zugesetzt. For the preparation of the binder according to the invention Tannin the phenolic resin mixture is added prior to curing. Unter Phenolharz-Mischungen sind in diesem Zusammenhang sämtliche Lösungen, Gemische und Bindemittelzubereitungen zu verstehen, die alle erforderlichen Ausgangsmaterialien für die Herstellung des ausgehärteten Phenolharzes enthalten. Among phenolic resin mixtures all solutions, mixtures and binder formulations are to be understood in this context that contain all the necessary starting materials for the production of cured phenolic resin. Insbesondere sind dies ein Methylol-Vorkondensat (niedermolekulares Resol), welches aus einer Phenol-Verbindung und Formaldehyd erhalten wurde, eine Phenol-Verbindung, Formaldehyd, ein basisches Kondensationsmittel und gegebenenfalls weitere Additive. In particular, these are a methylol precondensate (resol low molecular weight), which was obtained from a phenol compound and formaldehyde, a phenolic compound, formaldehyde, a basic condensing agent and optionally further additives. Die Phenolharz-Mischungen sind vorzugsweise wässrige Lösungen. The phenolic resin mixtures are preferably aqueous solutions. Werden Phenolharz-Zubereitungen verwendet, so werden diese mit einem basischen Kondensationsmittel und gegebenenfalls weiteren Additiven und Wasser versetzt, um Phenolharz-Mischungen zu erhalten. Phenol resin formulations are used, they are added to a basic condensing agent and optionally further additives and water to obtain phenolic resin mixtures. Phenolharz-Zubereitungen werden aus Gemischen, welche eine Phenol-Verbindung und Formaldehyd enthalten, hergestellt. Phenolic resin compositions are prepared from mixtures containing a phenol compound and formaldehyde.
  • Erfindungsgemäß beschreibt das Massenverhältnis (PF + U):T das Verhältnis der Massen der Phenolharz-Zubereitung (PF) und der Masse des Harnstoffs (U) gegenüber der des Tannins (T) (jeweils bezogen auf den Feststoffgehalt). According to the invention, the mass ratio (PF + U) describes: T, the ratio of the masses of the phenolic resin formulation (PF) and the mass of urea (U) relative to the tannin (T) (in each case based on the solids content). PF kennzeichnet die Masse der Phenolharz-Zubereitung, welche aus einem Gemisch, welches die Phenol-Verbindung und Formaldehyd enthält, hergestellt wird. PF denotes the mass which is produced from a mixture containing the phenol compound and formaldehyde, the phenolic resin preparation. U kennzeichnet die Masse des Harnstoffs und T kennzeichnet die Masse des Tannins. U means the mass of urea and T indicates the mass of the tannin.
  • Bevorzugt liegt das Massenverhältnis (PF + U):T zwischen 99:1 und 60:40; Preferably, the mass ratio (PF + U): T between 99: 1 and 60:40; stärker bevorzugt zwischen 99:1 und 65:35; more preferably between 99: 1 and 65:35; weiterhin stärker bevorzugt zwischen 99:1 und 70:30; still more preferably between 99: 1 and 70:30; weiterhin stärker bevorzugt zwischen 99:1 und 75:25; still more preferably between 99: 1 and 75:25; und am stärksten bevorzugt zwischen 99:1 und 80:20. and most preferably between 99: 1 and 80:20.
  • Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Bindemittels wird das Tannin der Phenolharz-Mischung direkt vor der Verarbeitung zugegeben. For the preparation of the binder according to the invention the tannin of the phenolic resin mixture is added just before processing. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Phenolharz-Mischung mit Tannin bei einer Temperatur von 30 bis 80°C, bevorzugter von 40 bis 70°C, besonders bevorzugt von 50 bis 60°C vorkondensiert. In a preferred embodiment, the phenolic resin mixture containing tannin at a temperature of 30 to 80 ° C, more preferably from 40 to 70 ° C, particularly preferably precondensed of 50 to 60 ° C.
  • Die tanninhaltige Phenolharz-Mischung wird bevorzugt bei einem pH-Wert von 8 oder mehr, bevorzugter bei einem pH-Wert von 9 bis 10 verarbeitet. The tannin-containing phenolic resin mixture is preferably processed at a pH of 8 or more, more preferably at a pH value of 9 to 10
  • Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Dämmmaterials wird die vorkondensierte tanninhaltige Phenolharz-Mischung auf die Oberfläche der Mineralwollfasern aufgebracht und vernetzt. For the production of the insulation material according to the invention the pre-condensed tannin-phenolic resin mixture is applied to the surface of the mineral wool fibers and crosslinked. Das Aufbringen und Vernetzen der tanninhaltigen Phenolharz-Mischung auf der Mineralwolle erfolgt mittels dem Fachmann bekannten Methoden. The application and crosslinking of the tannin-containing phenolic resin mixture onto the mineral wool takes place by means to those skilled in the known methods. Bevorzugt wird die tanninhaltige Phenolharz-Mischung direkt im Anschluss and die Zerfaserung auf die noch heiße Oberfläche der Mineralwollfasern aufgebracht und vernetzt. the tannin-phenolic resin mixture immediately after and the pulping is preferably applied to the still hot surface of the mineral wool fibers and networked.
  • Weitere Additive: Other additives:
  • Geeignete Staubbinder, die bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Dämmmaterials eingesetzt und dazu gegebenenfalls dem Bindemittel zugesetzt werden können, sind Staubbinderöle wie beispielsweise GARO 217, GARO 217S, HYDROWAX 88, HYDROWAX 296, etc. Suitable dust binders that used in the production of the insulation material according to the invention and to the binder can optionally be added, are dust binder oils such as GARO 217, GARO 217S, HYDROWAX 88, HYDROWAX 296, etc.
  • Geeignete Hydrophobierungsmittel, die bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Dämmmaterials eingesetzt und dazu ggf. dem Bindemittel zugesetzt werden können, sind WACKER BS 1042, SITREN 447, BAYSILONE EMULSION F, etc. Suitable hydrophobizing agents used in the production of the insulation material according to the invention and to the binder may be added if necessary, are WACKER BS 1042, Sitren 447, BAYSILONE EMULSION F, etc.
  • Selbstverständlich wird auch die Kombination der oben beschriebenen Ausführungsformen und bevorzugten Ausführungsformen der einzelnen Komponenten von der vorliegenden Erfindung erfasst. Of course, any combination of the above-described embodiments and preferred embodiments of the individual components detected by the present invention. Die Kombination der bevorzugten Ausführungsform der einzelnen. The combination of the preferred embodiment of the individual. Komponenten ist sogar ein besonders bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung. Components is in fact a particularly preferred aspect of the present invention.
  • Verwendung des Dämmmaterials: Using the insulating material:
  • Das erfindungsgemäße Dämmmaterial kann für die Dämmung, insbesondere von Gebäuden, verwendet werden. The insulating material according to the invention can be used for insulation, especially for buildings. Das Dämmmaterial kann für die Dämmung von Fundamenten, Wänden und Dächern eingesetzt werden. The insulation material can be used for insulation of foundations, walls and roofs. Insbesondere dient das erfindungsgemäße Dämmmaterial der Wärmedämmung. In particular, insulation material insulation according to the invention is used.
  • Beispiele: Examples:
  • Durch die nachfolgenden Beispiele werden die Herstellung und die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Bindemittels und Dämmmaterials beschrieben. The following examples illustrate the preparation and properties of the binder and the insulation material according to the invention will be described.
  • Beispiel 1: Example 1:
  • Als Phenolharz wurde ein mit Harnstoff vorkondensiertes Phenolharz (PF:U ca. 65:35) eingesetzt. As the phenol resin is a precondensed with urea phenolic resin (PF: U ca. 65:35) was used. Der Gehalt des Harzes an freiem Formaldehyd lag unter 1%. The content of the resin of free formaldehyde was below 1%. Der Laboransatz wurde für alle Mischungen auf eine Trockensubstanz von 35% eingestellt. The laboratory batch was set for all the blends to a dry substance of 35%.
  • Die Bestimmung der Formaldehydabgabe erfolgte nach The determination of formaldehyde release took place after (WKI-Flaschenmethode) nach 24 h bei 40°C. (WKI-bottle method) after 24 h at 40 ° C. Tabelle 1: Table 1:
    Komponente component Trockensubstanz dry matter Verhältnis (PF + U):T Ratio (PF + U): T
    100:0 + 100: 0 + 95:5 95: 5 90:10 90:10 85:15 85:15 80:20 80:20
    Phenolharz phenolic resin 52,0% 52.0% 63,7 g 63.7 g 60,6 g 60.6 g 57,4 g 57.4 g 54,2 g 54.2 g 51,0 g 51.0 g
    Colatan GT 10 Colatan GT 10 25,0% 25.0% 0,0 g 0.0 g 6,6 g 6.6 g 13,3 g 13.3 g 19,9 g 19.9 g 26,5 g 26.5 g
    Wasser water 26,9 g 26.9 g 23,5 g 23.5 g 20,1 g 20.1 g 16,6 g 16.6 g 13,2 g 13.2 g
    Ammoniak ammonia 25,0% 25.0% 2,5 g 2.5 g 2,5 g 2.5 g 2,5 g 2.5 g 2,5 g 2.5 g 2,5 g 2.5 g
    Ammoniumsulfat ammonium sulfate 20,0% 20.0% 5,5 g 5.5 g 5,5 g 5.5 g 5,5 g 5.5 g 5,5 g 5.5 g 5,5 g 5.5 g
    Silan silane 10,0% 10.0% 1,3 g 1.3 g 1,3 g 1.3 g 1,3 g 1.3 g 1,3 g 1.3 g 1,3 g 1.3 g
    Gesamt total 35,0% 35.0% 100 g 100 g 100 g 100 g 100 g; 100 g; 100 g 100 g 100 g 100 g
    Formaldehydabgabe* Formaldehyde emission * 44,5 44.5 42,7 42.7 38,5 38.5 22,3 22.3 18,7 18.7
    +Vergleichsversuch + Comparative Test
    *in [mg/kg trockenes Bindemittel] * In [dry mg / kg of binder]
  • Die Abnahme der Formaldehydabgabe durch Zusatz von Tannin ist graphisch in The decrease of the formaldehyde emission by the addition of tannin is shown graphically in 1 1 dargestellt. shown.
  • Beispiel 2: Example 2:
  • Als Phenolharz wurde ein nicht vorkondensiertes Harz mit einem Harnstoffgehalt von < 4% (tr/tr) eingesetzt. As the phenol resin is a non-precondensed resin having a urea content of <4% (tr / tr) was used. Der Gehalt des Harzes an freiem Formaldehyd betrug 6,5%. The content of the resin of free formaldehyde was 6.5%. Der Laboransatz wurde für alle Mischungen auf eine Trockensubstanz von 30% eingestellt. The laboratory batch was set for all the blends to a dry substance of 30%.
  • Um die Auswirkung der Vorkondensationsbedingungen zu untersuchen, wurde die Vorkondensation bei drei unterschiedlichen Bedingungen durchgeführt: 2 h bei Raumtemperatur, 24 h bei Raumtemperatur und 2 h bei 55°C. In order to investigate the effect of Vorkondensationsbedingungen, the pre-condensation was carried out at three different conditions: 2 hours at room temperature, 24 h at room temperature and 2 h at 55 ° C.
  • Darüber hinaus wurde auch der pH-Wert der Mischungen im Bereich von 8–10 variiert. In addition, the pH of the mixtures was varied in the range of 8-10.
  • Die Bestimmung der Formaldehydabgabe erfolgte nach The determination of formaldehyde release took place after (WKI-Flaschenmethode) nach 24 h bei 40°C. (WKI-bottle method) after 24 h at 40 ° C. Tabelle 2: Table 2:
    Rezepturnummmer Rezepturnummmer 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6
    Verhältnis relationship PF PF 70 70 70 70 80 80 70 70 70 70 80 80
    U U 10 10 0 0 0 0 10 10 0 0 0 0
    T T 20 20 30 30 20 20 20 20 30 30 20 20
    1 1 Phenolharz phenolic resin 51,0% 51.0% 40,6 g 40.6 g 40,6 g 40.6 g 46,2 g 46.2 g 40,6 g 40.6 g 40,6 g 40.6 g 46,2 g 46.2 g
    2 2 Harnstoff urea 40,0% 40.0% 7,4 g 7.4 g 7,4 g 7.4 g
    3 3 Ammoniak ammonia 25,0% 25.0% 2,0 g 2.0 g 2,0 g 2.0 g 2,2 g 2.2 g 2,0 g 2.0 g 2,0 g 2.0 g 2,2 g 2.2 g
    4 4 Ammonsulfat ammonium sulphate 20,0% 20.0% 4,1 g 4.1 g 4,1 g 4.1 g 4,6 g 4.6 g 4,1 g 4.1 g 4,1 g 4.1 g 4,6 g 4.6 g
    5 5 Colatàn GT 10 Colatàn GT 10 20,0% 20.0% 29,6 g 29.6 g 44,4 g 44.4 g 29,4 g 29.4 g 29,6 g 29.6 g 44,4 g 44.4 g 29,4 g 29.4 g
    6 6 Wasser water 0,0% 0.0% 11,9 g 11.9 g 4,5 g 4.5 g 12,8 g 12.8 g 11,9 g 11.9 g 4,5 g 4.5 g 12,8 g 12.8 g
    7 7 Silan silane 2,0% 2.0% 4,4 g 4.4 g 4,4 g 4.4 g 4,8 g 4.8 g 4,4 g 4.4 g 4,4 g 4.4 g 4,8 g 4.8 g
    GESAMT TOTAL 30,0% 30.0% 100 g 100 g 100 g 100 g 100 g 100 g 100 g 100 g 100 g 100 g 100 g 100 g
    Tabelle 3: Table 3:
    Rezepturnummer recipe number Verhältnis relationship pH-Wert PH value Vorkondensationbedingungen Vorkondensationbedingungen Formaldehydabgabe* Formaldehyde emission *
    PF PF U U T T
    1 1 70 70 10 10 20 20 9,6 9.6 2 h/55°C 2 h / 55 ° C 31 31
    1 1 70 70 10 10 20 20 8,7 8.7 2 h/RT 2 h / RT 57 57
    1 1 70 70 10 10 20 20 8,7 8.7 24 h/RT 24 h / RT 70 70
    2 2 70 70 0 0 30 30 9,4 9.4 2 h/55°C 2 h / 55 ° C 52 52
    2 2 70 70 0 0 30 30 8,3 8.3 2 h/RT 2 h / RT 294 294
    2 2 70 70 0 0 30 30 8,3 8.3 24 h/RT 24 h / RT 312 312
    3 3 80 80 0 0 20 20 9,2 9.2 2 h/55°C 2 h / 55 ° C 89 89
    4 4 70 70 10 10 20 20 8,1 8.1 2 h/RT 2 h / RT 369 369
    4 4 70 70 10 10 20 20 8,1 8.1 24 h/RT 24 h / RT 521 521
    4 4 70 70 10 10 20 20 9,9 9.9 2 h/55°C 2 h / 55 ° C 22 22
    5 5 70 70 0 0 30 30 9,9 9.9 2 h/55°C 2 h / 55 ° C 36 36
    6 6 80 80 0 0 20 20 9,8 9.8 2 h/55°C 2 h / 55 ° C 28 28
    *in [mg/kg trockenes Bindemitte] * In [dry mg / kg binder]
  • Beispiel 3: Example 3:
  • Für die Versuche in Beispiel 3 wurde ein Phenolharz verwendet, welches bereits mit Harnstoff vorkondensiert ist (PF:U = 65:35). For the experiments in Example 3, a phenol resin was used, which is already pre-condensed with urea (PF: U = 65:35).
  • Zur Bestimmung der Klemmkraft, des Glühverlusts und der Dicke nach Schütteln des Dämmmaterials wurden die folgenden Verfahren eingesetzt: To determine the clamping force of the loss on ignition and the thickness of the insulation material after shaking, the following methods were used:
  • Bestimmung des Klemmverhaltens von Klemmfilzen unter Last: Determining the terminal behavior of clamping felts under load:
  • Der Klemmfilz wird in eine Vorrichtung gedrückt, welche die Verhältnisse eines realen Dachaufbaus simuliert. The clamping felt is pressed in a device which simulates the conditions of a real roof structure. Die Prüfeinrichtung umfasst ein in der Breite verstellbares Klemmgestell, eine auflegbare Belastungsplatte mit einem geringem Eigengewicht und Belastungsgewichte. The testing device comprises an adjustable width in the clamping frame, a auflegbare loading plate with a low dead weight and load weights. Von dem zu untersuchenden Klemmfilz werden 2 Prüfkörper mit je 1000 mm Länge vom Rollenkern und vom Rollenende abgeschnitten. Of the clamping felt to be examined 2 test specimens are cut off with 1000 mm length from the roll core and the roll end. Der Prüfkörper wird von oben so zwischen die Sparren gedrückt, dass die markierte Seite nach unten zeigt. The test specimen is then pressed from above between the rafters that the marked side down. Haftet der Klemmfilz wird die Belastungsplatte mittig parallel zur Sparreneinrichtung auf die eingeklemmte Probe aufgelegt. Adheres the clamping felt the stress plate is placed centrally parallel to the rafter means on the clamped sample. Die Platte wird dann mit den Belastungsgewichten in einer zweckmäßigen Abfolge bis zum Herausfallen des Klemmfilzes beschwert. The plate is then loaded with the load weights in an appropriate sequence to the falling out of the Klemmfilzes. Es wird das Gesamtgewicht (Platte und Gewichte) bestimmt, welches der Klemmfilz gehalten hat ohne herauszufallen. the total weight (plate and weights), it is determined which of the clamping felt is held without falling out. Das ermittelte Gesamtgewicht entspricht der Klemmkraft des Klemmfilzes. The total weight detected corresponds to the clamping force of the Klemmfilzes.
  • Bestimmung des Glühverlusts und die Dicke vor und nach Schütteln (Rückstellung): Determination of the loss on ignition and the thickness before and after shaking (default):
  • Die Bestimmung des Glühverlusts und die Dicke vor und nach Schütteln (Rückstellung) erfolgt nach denen in der The determination of loss on ignition and the thickness before and after shaking (resetting) is performed according to which in the (vom Oktober 2001) aufgeführten Prüfnormen. Test standards listed (October 2001). Tabelle 4: Table 4:
    Versuch Nr. Test No. 3-1 Vergleichsversuch mit Standard-Phenolharz 3-1 comparative test with standard phenolic resin 3-2 3-2 3-3 3-3 3-4 3-4
    (PF + U):T (PF + U): T 100:0 100: 0 90:10 90:10 80:20 80:20 65:35 65:35
    Glühverlust loss on ignition 6,5% 6.5% 5,5% 5.5% 5,5% 5.5% 5,5% 5.5%
    Dicke nach Schütteln Thickness after shaking 181 mm 181 mm 186 mm 186 mm 185 mm 185 mm 188 mm 188 mm
    Klemmkraft Rollenende Clamping force roll end 3,0–3,5 kg 3.0-3.5 kg 4,0 kg 4.0 kg 2,7 kg 2.7 kg 2,8 kg 2.8 kg
    Klemmkraft Rollenkern Clamping force roll core 2,0–2,5 kg 2.0-2.5 kg 3,0 kg 3.0 kg 2,3 kg 2.3 kg 1,6 kg 1.6 kg
  • Die erfindungsgemäßen Dämmmaterialien 3-2, 3-3 und 3-4 zeigen gegenüber dem Vergleichsversuch 3-1 einen geringeren Glühverlust sowie deutlich verbesserte mechanische Eigenschaften, wie eine erhöhte Klemmkraft am Rollenende und Rollenkern sowie eine größere Dicke nach Schütteln. The insulating materials 3-2, 3-3 and 3-4 show the present invention compared with the comparative experiment 3-1 a lower loss on ignition, as well as significantly improved mechanical properties, such as an increased clamping force on the roll end and roll core and a greater thickness after shaking.
  • Effekte der Erfindung: Effects of the Invention:
  • Das erfindungsgemäße Dämmmaterial zeichnet sich durch eine geringe Formaldehydemission und eine hohe mechanische Belastbarkeit (Klemmverhalten) aus. The insulating material according to the invention is characterized (clamping action) by a low formaldehyde emission and a high mechanical strength. Durch den Einsatz von Tannin als Bestandteil des Bindemittels lässt sich die Menge an zugesetztem Harnstoff im Bindemittel deutlich verringern. Through the use of tannin as a constituent of the binder, the amount of added urea in the binder can be reduced considerably. Darüber hinaus lässt sich durch die Verwendung von Tannin im erfindungsgemäßen Dämmmaterial der Glühverlust reduzieren und somit eine Materialeinsparung erzielen. In addition, can be reduced through the use of tannin in the novel insulation material the loss on ignition and thus achieve material savings. Das erfindungsgemäße Dämmmaterial ist zudem deponierbar. The insulating material according to the invention is also landfilled. Tannin trägt somit als nachwachsender Rohstoff zur Nachhaltigkeit des erfindungsgemäßen Dämmmaterials und dessen Produktionsprozess bei. Tannin thus contributes as a renewable resource for the sustainability of the insulation material of the invention and its production process.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA is not liable for any errors or omissions.
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Claims (10)

  1. Dämmmaterial umfassend Mineralwolle und ein Bindemittel, dadurch gekennzeichnet , dass das Bindemittel aus einer Mischung herstellbar ist, die eine Phenol-Verbindung, Formaldehyd und Tannin umfasst. Insulating material comprising mineral wool and a binder, characterized in that the binder is prepared from a mixture comprising a phenolic compound, formaldehyde and tannin.
  2. Dämmmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phenol-Verbindung in Form einer Phenolharz-Mischung (Premix) eingesetzt wird, die eine Phenolharz-Zubereitung, ein Kondensationsmittel, bevorzugt ein basisches Kondensationsmittel, und Wasser enthält. Insulation material according to claim 1, characterized in that the phenol compound in the form of a phenolic resin mixture (premix) is used, the phenol resin composition, a condensing agent preferably contains a basic condensing agent, and water.
  3. Dämmmaterial gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Phenolharz-Zubereitung aus einem Gemisch, welches die Phenol-Verbindung und Formaldehyd enthält, hergestellt wird. Insulation material according to claim 2, characterized in that the phenolic resin composition from a mixture containing the phenol compound and formaldehyde is prepared.
  4. Dämmmaterial gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass optional Harnstoff vorhanden ist und dass das Massenverhältnis (PF + U):T zwischen 99:1 und 60:40 liegt, wobei PF die Masse der Phenolharz-Zubereitung, U die Masse des Harnstoffs und T die Masse des Tannins kennzeichnet. Insulation material according to any one of claims 2 or 3, characterized in that optional urea is present and that the mass ratio (PF + U): T between 99: 1 and 60:40, wherein PF the mass of the phenolic resin composition, U is the mass of urea and T indicates the mass of the tannin.
  5. Dämmmaterial gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis (PF + U):T zwischen 99:1 und 65:35, bevorzugt zwischen 99:1 und 70:30, stärker bevorzugt zwischen 99:1 und 75:25 und am stärksten, bevorzugt zwischen 99:1 und 80:20 liegt. Insulation material according to claim 4, characterized in that the mass ratio (PF + U): T between 99: 1 and 65:35, preferably between 99: 1 and 70:30, more preferably between 99: 1 and 75:25, and most , preferably between 99: 1 and 80:20.
  6. Dämmmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Tannin ein Quebracho-Tannin eingesetzt wird, bevorzugt ein Tannin, dass aus der Liste bestehend aus Colatán GT10, Colatán CDM/D2, Colatan GT5 und Colatán GTH ausgewählt wird. Insulation according to one of claims 1 to 5, characterized in that as a tannin quebracho tannin is employed, preferably a tannin that is selected from the list consisting of Colatán GT10, Colatán CDM / D2, Colatan GT5 and Colatán GTH.
  7. Dämmmaterial gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Tannin Colatán GT10 ausgewählt wird. Insulation material according to claim 6, characterized in that tannin is selected as Colatán GT10.
  8. Dämmmaterial gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Tannin bei der Herstellung des Bindemittels der Phenolharz-Mischung (Premix) direkt vor der Verarbeitung zugegeben wird oder die Phenolharz-Mischung (Premix) mit Tannin bei einer Temperatur von 30 bis 80°C, bevorzugt von 40 bis 70°C, besonders bevorzugt von 50 bis 60°C vorkondensiert wird. Insulation material according to any one of claims 2 to 7, characterized in that the tannin in the preparation of the binder of phenolic resin mixture (premix) is added directly before processing, or the phenolic resin mixture (premix) with tannin at a temperature from 30 to 80 ° C, is preferred particularly preferably precondensed of 40 to 70 ° C, of ​​50 to 60 ° C.
  9. Dämmmaterial gemäß einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Phenolharz-Mischung mit Tannin bei einem pH-Wert von 8 oder mehr, bevorzugt 9 bis 10 verarbeitet wird. Insulation according to one of claims 2 to 8, characterized in that the phenolic resin mixture is preferably 9 to 10 processed with tannin at a pH value of 8 or more.
  10. Verwendung des Dämmmaterials gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 für die Dämmung von Gebäuden. Using the insulating material according to any one of claims 1 to 9 for the insulation of buildings.
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