DE1271666C2 - Verfahren zur herstellung von glasfaservliesen - Google Patents

Description

Es^st auch schon ein besonders vorteilhaftes Ver- 45 Der Erfindung liegt die Aufgabe z^gnmde da

fahren beschrieben worden, bei dem die Glasfasern Bindemittel so auszuwählen, daß die beschriebene!

nicht durch Ausdrücken aus Spinndüsen, sondern Nachteile vermieden werden _erfindunes

durch Zerschleudern der Glasschmelze mittels einer Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungj

mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Trommel her- gemäße Verfahren zur "^»JJ von «ülasfaser

gestellt werden. Die so erzeugten Glasfasern werden 50 matten bzw^-vhesen unte' ^^w»dun^ vonwaßnga

Lf ihrem Fallweg mit einer stark verdünnten Harz- Lösungen bzw. ^DlsP^erslon^_t^^on _als ^M* "Χΐ^

lösung besprüht. Hierbei verdampft bereits ein großer aldehyd-Kondensat.onsprodukten.als^ ^h'^tzeha^e

Teil des Lösungsmittels. Die Weiterverarbeitung der Bindemittel fur die Glasfasern dadurch gekennzeich

G^ sfafern Zdeinem Glasfaservlies oder- matte erfolgt net, daß man ein ^™^*^^^

dann in der üblichen Weise. 55 rig kondensiertes ^K?^n<tens^^SÄ

Es ist bekannt, zum Aufsprühen auf die Glasfasern Tetramethylolmelamin 1 Mol Alhy

wäßrige Lösungen oder Dispersionen von hitzehärt- mindestens 3 bis etw ι 9 Mol ^Μ^^3η^

baren Phenoplasten, wie Phenol-Formaldehyd-Harz, Dieser erfindungsgemaße ^^nd« .

oder hitzehärtbaren Aminoplasten, wie Harnstoff- den üblichen "^nv"^a'^he[^ten _n]i ^Me'^a _r ^m ^

Formaldehyd-Harz oder Melamin-Formaldehyd- 60 Harzen folgende Vorteile ^!'i

Harz zu verwenden. Die üblichen Harnstoffharze wasserlöslich, in der zu fordernden

SS den Nachteil einer verhältnismäßig geringen lange Zeit haltbar, in der

^F1

_G^~

Melamia-Fonnaldehyd-Harzen weist der erfindungsgemäße Binder den großen Vorteil auf, daß die sich an den Kreuzungsstellen der Fasern bildenden Harzanhäufungen sich nicht progressiv mit der Zeit zersetzen, so daß der Zusammenhalt der Fasern untereinander bestehen bleibt. Dies liegt daran, daß die inneren Spannungen, die im Augenblick der vollständigen Kondensation des Harzes entstehen, bei dem erfindungsgemäßen Binder weit geringer sind als bei den unverätherten oder methylierten Melamin-Formaldehyd-Harzen. Dies dürfte beim erfindungsgemäßen Binder in der Hauptsache der Mitverwendung von Athylenglykolgruppen zuzuschreiben sein. Diese Gruppen spielen die Rolle eines inneren Weichmachers und verhindern die Zersetzung und setzen die Sprödigkeit herab.

Gegenüber den bekannten Glasfaservliesen und -matten mit Binder auf Phenol-Formaldehyd-Harz-Basis weisen die mit dem erfindungsgemäßen Binder versehenen Glasfaservliese bzw. -matten eine höhere Warmfestigkeit auf, so daß sie auch dort verwendet werden können, wo die bekannten Vliese oder Matten wegen ihrer nicht ausreichenden Warmfestigkeit nicht eingesetzt werden können. Der beim Arbeiten mit Phenol-Fonnaldehyd auftretende unangenehme Geruch wird, ohne daß hierfür besondere Maßnahmen getroffen werden müssen, völlig vermieden, und das mit dem erfindungsgemäßen Binder versehene Vlies ist rein weiß. Auch Matten höherer Dichte können sofort nach ihrer Herstellung aufeinandergestapelt werden, ohne daß eine Gefahr der Selbstentzündung des Binders besteht.

Man kann auch solche Melaminätherharze verwenden, die außerdem geringe Mengen anderer aminoplastbildender Verbindungen, wie Benzoguanamin. Guanidin, Dicyandiamid, Harnstoff oder Thioharnstoff, einkondensiert enthalten. Genannt seien z. B. der Trimethyläther eines Kondensats aus 1 Mol Melamin, 0,15MoI Thioharnstoff und 4 Mol Formaldehyd.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden durch die nachstehenden Beispiele und Untersuchungsergebnisse mit weiteren Einzelheiten beschrieben.

Beispiel 1

Aus einem Schmelzofen wird ein Strahl geschmolzenes Glas abgelassen und mittels einer mit 3000 Umdrehungen pro Minute rotierenden Trommel zu Fasern von 5 μ Dicke und etlichen Zentimetern Länge zerschleudert. Die so gebildeten he'ßen Glasfasern werden mit einer 4%>igen wäßrigen Lösung eines Melamin-Formaldehyd-Harzes besprüht, dessen Herstellung weiter unten beschrieben wird. Die mit Melamin-Formaldehyd-Harz benetzten Glasfasern formen auf einem Laufband ein Vlies, welches mit einer solchen Geschwindigkeit einen Ofen passiert, daß ein Luftstrom von 15O⁰C 105 Sekunden lang darauf einwirkt. Man erhält ein weißes, elastisches Vlies mit einem Bindergehalt von 4°/o, guter Warmfestigkeit, mechanischer Festigkeit, guter Feuchtigkeitsbeständigkeit und von gutem Aussehen.

Das oben verwendete Melaminharz wird wie folgt hergestellt: 1 Mol Melamin und 4,25 Mol Formaldehyd (in 37*/eiger Lösung) werden 30 Minuten bei 80° C und pH 8,5 bis 9,0 kondensiert. Nach Zusatz von 1 Mol Äthylenglykol und 9 Mol Methanol wird 40 Minuten bei pH 5,2 (mit HCl/Methanol eingestellt) und bei 55° C veräthert. Nach Einstellung auf pH 8 (mit NaOH) werden das überschüssige Methanol und Wasser im Vakuum bis auf einen Feststoffgehalt von 60°/o abdestilliert und der Sirup filtriert. Letzterer ist mit Wasser unbeschränkt mischbar.

Beispiel 2

Das Melamin-FormaldehyJ-Harz kann auch auf folgende Weise hergestellt werden:

2 Mol Melamin und 4,25 Mol Formaldehyd (in 37^o/oiger Lösung) werden 30 Minuten bei 80° C und pH 8,5 bis 9,0 kondensiert. Nach Zusatz von 1 Mol Äthylenglycol und 9 Mol Methanol wird 40 Minuten

»5 bei pH 5,2 (mit HCl/Methanol eingestellt) und bei 55" C veräthert. Nach Einstellung auf pH 8 (mit NaHO) werden das überschüssige Methanol und Wasser im Vakuum bis auf einen Feststoffgehalt von 60% abdestilliert und der Sirup filtriert. Letzterer ist mit Wasser unbeschränkt mischbar.

Beispiel 3

Zur Prüfung der Warmfestigkeit werden mit dem

»5 erfindungsgemäßen Binder gebundene Glasfasermattenproben mit den Raumgewichten von 20 kg/m³ und 100 kg/m³ hergestellt und mit Mattenproben gleichen Raumgewichts verglichen, die mit einem handelsüblichen für die Herstellung von Glasfaservliesen

3» oder -matten verwendeten reinen Phenol-Formaldehyd-Harz gebunden sind. Die Prüfung wird teilweise mit einer Thermowaage und zum anderen Teil mit einem Muffelofen, dessen Inhalt jeweils gewogen wird, bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in den Kurvenblättern A, B und C angegeben. Dabei sind die Probennummern mit 1518,1560,1499,1497, 1488-/1 bezeichnet.

Das Kurvenblatt Λ zeigt die prozentualen Verluste des Bindergewichtes einer mit einem handelsüblichen

nicht modifizierten Phenolformaldehydharz (Nr. 1518) gebundenen Glasfasermattenprobe mit einem Raumgewicht von 20 kg/m³ bei einer längerzeitigen Einwirkung von einer Temperatur von 300° C in einem Muffelofen und von mit dem erfindungsgemäßen

♦5 Binder gebundenen Glasfasermattenproben gleichen Raumgewichts, die den gleichen Bedingungen unterworfen werden (1560, 1499, 1497, 1488-/1). Die mit 1499 bezeichnete Probe hat dabei die Zusammensetzung des ersten Beispiels.

Ein Vergleich der Kurven zeigt, daß die Zersetzungsgeschwindigkeit bei den mit dem erfindungsgemäßen Binder gebundenen Glasfaserproben sich allmählich verringert und nach 6 Stunden praktisch Null ist, so daß dann eine Stabilisierung eingetreten ist. Der Binderverlust beträgt nur ungefähr 40*/», während die mit dem Phenol-Formaldehyd-Harz gebundene Glasfaserprobe nach 6 Stunden nur noch etwa 35°/o des ursprünglich aufgebrachten Binders enthält, also 65 ⁰Zj Binderverlust aufweist.

Das Kurvenblatt B zeigt Versuchsergebnisse von analogen Versuchen, jedoch bei einer höheren Behandlungstemperatur, nämlich 400° C. Ein Vergleich der Kurven zeigt, daß nach 6 Stunden Behandlungsdauer noch etwa 2O°/o Melamin-Formaldehyd erhal-

ten bleiben, also 80% Binderverlust gegeben ist, während die mit Phenol-Formaldehyd-Harz gebundene Probe nach 2 bis 3 Stunden den ganzen Binder verliert.

Das Kurvenblau C zeigt das Verhalten bzw. die prozentualen Verluste an Bindergewicht bei einer Glasfaserprobe von höherem Raumgewicht, nämlich 100 kg/m³, und bei einer allmählich wachsenden

Temperatur, wobei der Temperaturanstieg 300° C 5 Harz.

pro Stunde beträgt. Die Versuche zeigen auch hier deutlich die Überlegenheit des erfindungsgemäßen Melamin-Formaklehyd-Harzbinders gegenüber dem üblichen nicht modifizierten Phenol-Formaldehyd-

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. den Phenolharzen hergestellten Glasfaservliese od« matten eine Reihe nachteiliger Eigenschaften auf: Patentanspruch: _e£e nicht ausreichende thermische Resistenz, welche

   i B ^^^STSSTA

   _e£e nicht au

   Verfahren zur Herstellung von Glasfasermatten die Anwende,; im Bau ^^^aST bzw. -Vliesen unter Verwendung von wäßrigen 5 dunkle ^aroe _{d h} besondere Maßnahmen nicht Lösungen bzw. Dispersionen von Melanun-Forni- Phenol, der au ^ Außerdem haben Bin-

   aldehyd-KondensaÜonsprodukten als hitzehart- ^^olhfJpS_{onnaldehydbasis noch den folgenden b Bidittl fü di Glasfasern dadurch Jr auf ^otomaW ^ _H]l M₁

   aldehyd-KondensaÜonsprodukten als hitzehart ^fJpS_{onnaldehydbasis noch den folge bares Bindemittel für die Glasfasern, dadurch Jr auf ^otomaW ^. ^ _{Herste]lung von} M₃₁ gekennzeichnet, daß man ein unbe- Ν^^βο*^ ■ _sie beispielsweise bei der schränkt wasserlösliches niedrig kondensiertes ic ^^^^^'^/„^„sadJgQBatn.sairhaig. Kondensationsprodukt aus 1 Mol Tetramethylol- ^D^P¹*?^^I!SSk0hlL Es ist daher nicht mögmelamin, 1 Mol Äthylenglykol und mindestens 3 sam tem ^™_o™_{ach ihrer} Herstellung aufbis 9 Mol Methanol verwendet. StSoSpeta infolge der großen Gefahr der

   ι« Selbstzündung des Binders auf Grund einer TemperaSöhung, die von der Exotherm« der Kondensaüonsreaktion des Phenolformaldehyde die sich in punktförmigen Zonen, wo die Harzmenge groß ist, fortsetzt, herrührt. Die üblichen, unveratherten MeI-

   for,

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- _a0 aminharze^^^J^Z lung von Glasfaservliesen bzw. -matten unter Ver- ter Laminate ve^unj n^ _Rdhe

   wendung von wäßrigen Lösungen bzw. Dispersionen stellung von lockere»» V^lasI ungenügende

   von Melamin-Formaldehyd-Kondensationsprodukten ^^^aSlÄ^d Balligkeit des auf der als hitzehärtbares Bindemittel für die Gtasfasern. Elasüz,Ut, Sprodigke .tu s _aber ^ ^

   Es ist bekannt, Glasfaservliese bzw. Glasfasermat- *₅ Glasfaser Beteten Harze

   ten ζ. B. für die Schall- und Wärmeisolation m der Z™%^™^l^*"%^_n Melamin-Formalde-Weise herzustellen, daß geschmolzenes Glas beispiels- ^Äi^rSoen sind in der zu fordernweise durch eine Vielzahl von feinen gehe.zten Düsen W^^^Tudit haltbar. Außerdem neigen gepreßt und die primär entstehenden Glasfaden so- den' ^™«^ _rodukte bereits zur Härtung, dann mittels heißer Gasstrome in eine große Zahl 30 diese Kondensaten P ^ _Bctü

   von kürzeren Glasfasern zerrissen werden. Diese wenn e mit den ne d _{Formung des} vlies«

   Glasfasern werden auf einem sich langsam bewegen- kommen.->also bereits vo k bekannten

   den Laufband zu einem Vlies oder einer Matte ge- ^^.^^Fo^aldehyd-Harzeivgl.USA, sammelt und entweder die fallenden Fasern oder die ^^'^"^Τ^ό) 2nd wohl in der zu fordernzu einem Vlies oder einer Matte vereinigten Fasern 35 Patentschnft 25 29'856} ina mit der Lösung bzw. Dispersion eines heißhärtenden der VeitongJ^bw^^^ Harzes besprüht. Darauf passiert das Laufband eine wie die u·™«™^_sic_{h an d}en Kreozungspunkten Heizzone, worin heiße Luft durch das gebildete den Nachted daß^e «* "^_1n ^ J Faservlies geblasen wird, wobei das Losungsmittel der Fasern ™^dc™«^™ _{daß d}|_r Zusammenhall verdampft und das Bindemittel ausgehärtet wird, so ₄o siv mit der Zeit «"^' ^,°™_{η1 Diese} Zerset-