DE69900726T2

DE69900726T2 - Korrosionsinhibierende zusammensetzung für auf polyacrylsäure basierte bindemittel

Info

Publication number: DE69900726T2
Application number: DE69900726T
Authority: DE
Inventors: K. Agrawal; L. Brannon; Liang Chen; H. Williams
Original assignee: Owens Corning; Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning Intellectual Capital LLC
Priority date: 1998-05-28
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2002-08-22
Anticipated expiration: 2019-05-19
Also published as: US6274661B1; TWI238847B; DE69900726D1; WO1999061384A1; CA2332621C; EP1082272B1; AU4190299A; CA2332621A1; EP1082272A1

Description

TECHNISCHES GEBIET UND INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Zusammensetzungen, die auf wirkungsvolle Weise die Korrosionsrate von auf Polycarboxy-Verbindungen Bindemittel auf Metallflächen wie Kohlenstoffstahl verringert oder senkt. Insbesondere sind durch die Erfindung Zusammensetzungen geschaffen, die zum Verringern der Korrosionsrate von auf Polyacrylsäure basierenden Bindemitteln auf Kohlenstoffstahl von Nutzen sind. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sorgen auch für ein Verfahren zum Schützen von Produktions-Stahlwaren und Maschinen vor Korrosion, während sie auch die Gebrauchsdauer derartiger Maschinen verlängern. Die Zusammensetzungen erlauben ferner eine Erhöhung der Produktivität einer Herstelllinie, da weniger Reparaturen erforderlich sind. Die Zusammensetzungen und das Verfahren gemäß der Erfindung sind in der Glasfaserindustrie für einen weiten Produktbereich von besonderem Nutzen, z. B. zur Bereichsisolierung, für Kanalplatten, Rohre, Deckenplatten sowie Isolation in kommerziellen und Privatgebäuden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Glasfasern werden in verschiedenen Formen geliefert, und sie können für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden. Während der Herstellung von Glasfasern werden die sich ergebenden Glasfasern, unabhängig davon, ob sie durch einen Faserblas-Herstellprozess oder einen solchen für kontinuierliche Filamente hergestellt werden; hinsichtlich ihrer Festigkeitseigenschaften leicht durch die Selbstabriebbewegung einer Faser beeinträchtigt, die über eine andere läuft oder mit einer solchen wechselwirkt. Als Ergebnis dieses Selbstabriebs werden in den Glasfaserfilamenten Oberflächendefekte hervorgerufen, was zu Verringerungen der mechanischen Gesamtfestigkeit führt. Ferner werden Glasfasern, die zur Verwendung als Gebäudeisolation und zur Schalldämpfung vorgesehen sind, häufig in komprimierter Form versandt, um die Versandkosten zu senken. Wenn die komprimierten Glasfaserbündel an einem Verarbeitungsort verwendet werden; ist es zwingend, dass das Glasfasererzeugnis einen wesentlichen Umfang seiner Dicke vor der Kompression wiedererlangt; andernfalls können Verluste bei der Isolation und den Schalldämpfungseigenschaften auftreten.
Glasfaser-Isolationserzeugnisse verfügen im Allgemeinen über wirre Glasfasern, die durch ein ausgehärtetes duroplastisches Polymermaterial miteinander verbunden sind. Geschmolzene Glasströme werden zu Fasern zufälliger Länge gezogen und in eine Formungskammer eingeblasen, in der sie zufällig als Matte auf einem laufenden Förderer abgeschieden werden. Die Fasern werden, während sie in der Formungskammer transportiert werden und vom Ziehvorgang noch heiß sind, mit einem wässrigen Bindemittel besprüht. Aktuell wird in der gesamten Faserglas-Isolationsindustrie ein Phenol-Formaldehyd- Bindemittel verwendet. Die Restwärme von den Glasfasern und die Strömung von Luft durch die Fasermatte während des Formungsvorgangs reichen im Allgemeinen dazu aus, einen Hauptteil des Wassers aus dem Bindemittel zu verflüchtigen, um dadurch die restlichen Komponenten des Bindemittels als Viskose oder Halbviskose Flüssigkeit mit hohem Feststoffgehalt auf den Fasern zu belassen. Die beschichtete Fasermatte, die durch die extreme Luftströmung durch die Matte in der Formungskammer in einem komprimierten Zustand ausgebildet wird, wird dann aus der Formungskammer in eine Übertragungszone transportiert, in der sich die Matte durch die Elastizität der Glasfasern vertikal ausdehnt. Diese vertikale Ausdehung ist für das erfolgreiche Herstellen kommerziell akzeptierbarer Glasfasererzeugnisse zur Wärme- oder Schallisolierung extrem wichtig. Danach wird die beschichtete Matte in einen Härtungsofen transportiert, in dem erwärmte Luft durch die Matte geblasen wird, um das Bindemittel auszuhärten und die Glasfasern stabil miteinander zu verbinden.
Phenol-Formaldehyd-Bindemittel wurden in weitem Umfang verwendet, da sie im nicht ausgehärteten Zustand über niedrige Viskosität verfügen, aber im gehärteten Zustand dennoch eine starre duroplastische Polymermatrix für die Glasfasern bilden, wenn sie ausgehärtet sind. Niedrige Viskosität des Bindemittels im nicht ausgehärteten Zustand ist erforderlich, um die maximale vertikale Expansion der beschichteten Matte zu ermöglichen, wenn sie die Formungskammer verlässt. Ein Bindemittel, das im ausgehärteten Zustand eine starre Matrix bildet, ist erforderlich, damit das fertiggestellte Faserglaserzeugnis zur Wärme- oder Schallisolierung, wenn es zur Verpackung und zum Versand komprimiert wird, seine vertikale Abmessung aus der Herstellung wiedererlangt, wenn es in einem Gebäude installiert wird.
Herkömmlicherweise wurde Faserglas mit Phenol/Formaldehydresol-Bindemitteln behandelt, um die oben genannten Mängel zu lindern. Die in der Vergangenheit verwendeten Phenol/Formaldehyd-Bindemittel waren typischerweise solche vom stark alkalischen Resoltyp, die über die kombinierten Fähigkeiten billiger Herstellbarkeit und Wasserlöslichkeit verfügen. Wie oben erörtert, werden die Bindemittel aus einer wässrigen Lösung kurz nach der Herstellung der Fasern auf das Faserglas aufgetragen und bei erhöhter Temperatur in einem Härtungsofen gehärtet. Unter den Härtungsbedingungen wird jegliches verbliebene wässrige Lösungsmittel verdampft, und das Phenol/Formaldehydresol härtet in einen duroplastischen Zustand. Die Fasern im sich ergebenden Faserglaserzeugnis sind so teilweise mit einer dünnen Schicht eines duroplastischen Harzes beschichtet, dass die Tendenz zeigt, sich an den Verbindungsstellen anzusammeln, an denen die Fasern einander schneiden. Das sich ergebende Erzeugnis leidet daher unter weniger Selbstabrieb, zeigt aber auch höheres Wiederherstellvermögen als ein Faserglaserzeugnis ohne ein Bindemittel.
Die alkalischen Phenol/Formaldehydresole enthalten aus dem Herstellprozess eine ziemlich große Überschussmenge an Formaldehyd. Dieser Überschuss an Formaldehyd wurde dadurch als Vorteil genutzt, dass zum Phenol/Formaldehydresol Harnstoff zugefügt wurde, was zu einem mit Harnstoff gestreckten Resol führte. Mit Harnstoff gestreckte Phenol/Formaldehyd-Bindemittel sind kosteneffektiver als unmittelbare Phenol/Formaldehydharze; zeigen jedoch einige Verluste von Eigenschaften, wenn der Harnstoffgehalt zunimmt. So erfolgten Anstrengungen zum Einschließen anderer Harze, die die Eigenschaften des Bindemittels verbessern können.
Isolationshersteller haben seit langem ein alternatives Polymerbindemittel-System für Faserglaserzeugnisse gewünscht. Jedoch härten Bindemittel mit niedrigem Molekulargewicht und niedriger Viskosität, die maximale vertikale Ausdehnung der Matte in der Übertragungszone erlauben, im Allgemeinen so aus, dass sie im fertiggestellten Erzeugnis eine nicht starre Kunststoffmatrix bilden, wodurch die erzielbare Wiederherstellung des fertiggestellten Isolationserzeugnisses im installierten Zustand in vertikaler Richtung verringert ist. Umgekehrt erlauben Bindemittel mit hoher Viskosität, die im Allgemeinen so aushärten, dass sie im fertiggestellten Erzeugnis eine starre Matrix bilden, nicht die maximale vertikale Ausdehnung der beschichteten, nicht ausgehärteten Matte. So war es erwünscht, ein Nicht-Phenol/Formaldehyd-Mittel mit niedriger Viskosität im nicht ausgehärteten Zustand und starrer Struktur im ausgehärteten Zustand herzustellen. Dies wurde gemäß dem US-Patent Nr. 5,318,990 gelöst, das hier durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Dieses Patent offenbart ein Faserglas-Bindemittel mit einem Polycarboxypolymer, einem monomeren dreiwertigen Alkohol und einem Katalysator mit einem alkalischen Metallsalz einer Phosphor enthaltenden organischen Säure.
Außerdem fand die Industrie zusätzlich zu den offensichtlichen Ergebnissen, wie sie als Ergebnis des Bindemittels gemäß 5,318,990 erzielt wurden, auch heraus, dass weitere Verbesserungen hinsichtlich der Verringerung von Emissionen auftraten, wie sie sich während des Beschichtungs- und des Härtungsprozesses entwickelten. Zu diesem Zweck wurden Bindemittelzubereitungen unter Verwendung von Verbindungen wie Polyacrylsäure verwendet. Bindemittel wie solche sind beispielhaft in den US-Patenten Nr. 5,670,585 und 5,538,761 angegeben, die hier durch Bezugnahme eingeschlossen werden.
Die Verwendung von auf Polyacrylsäure basierenden Bindemitteln führte jedoch zu schwerwiegenden Problemen einhergehend mit hohen Korrosionsraten. So existiert ernsthafter Bedarf an einem Verfahren zum Hemmen und Verringern der durch diese Bindemittel hervorgerufenen Korrosion.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Durch die Erfindung sind ein Verfahren und eine Zusammensetzung geschaffen, die die Hemmung und Verringerung der Korrosionseigenschaften von auf Polycarboxy-Verbindungen basierenden Bindemitteln erlauben. Vor der Erkenntnis der Erfindung war die Lebensdauer von in Zusammenhang mit derartigen Bindemitteln verwendeten Metallteilen und Maschinen verringert. Außerdem waren die Produktivitätsniveaus von Herstelllinien wegen Abschaltzeiten in Zusammenhang mit Reparaturen und Austausch wegen Korrosion verringert. Als Ergebnis der Korrosionsprobleme wurden Bindemittel mit stärkeren Emissionen verwendet, um Korrosion zu vermeiden. Jedoch erlaubt die Erfindung die Verwendung von auf Polyacrylsäure beruhenden Bindemitteln mit weniger Emissionen ohne die Probleme im Zusammenhang mit Korrosion. Dies führt zu erhöhter Produktivität von Herstelllinien und auch zu einer Verringerung schädlicher Emissionen. Bei einigen Ausführungsformen werden durch die Erfindung schädliche Endproduktemissionen, wie von Cyanat, verringert. Außerdem kann durch die Erfindung auch die Trennfestigkeit verbessert werden.
Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bindemittels auf Basis von Polyacrylsäure enthält entweder Thioharnstoff, Zinnchlorid (II), Zinnsulfat (II), Zinnoxalat (II) oder Kombinationen derselben mit einem Polycarboxypolymer, einem monomeren dreiwertigen Alkohol und einem Katalysator mit einem alkalischen Salz einer Phosphor enthaltenden organischen Säure.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Kurvenbild zum Demonstrieren der Korrosionsrate über verschiedenen Bindemitteln mit Korrosionshemmern.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG UND BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG

Das erfindungsgemäße Bindemittel verfügt über eine wässrige Lösung eines Polycarboxypolymers, eines monomeren dreiwertigen Alkohols, eines Katalysators, eines pH-Einstellmittels und eines Korrosionshemmers. Die Viskosität des Bindemittels ist auf Grund der Verwendung des Vernetzungsmittels in Form eines monomeren dreiwertigen Alkohols sehr niedrig, und, ist ist für maximale vertikale Ausdehnung der Faserglasmatte beim Verlassen der Formungskammer gesorgt; ähnlich zur vertikalen Ausdehnung, zu der es durch die gut bekannten Phenol/Formaldehyd-Bindemittel kommt. Im Allgemeinen führt die Verwendung eines monomeren Reaktionsstoffes in einem härtbarer Harz niedriger Viskosität zu einer schwachen duroplastischen Struktur im ausgehärteten Zustand, jedoch erlaubt der Katalysator bei der Erfindung die Ausbildung eines starren thermoplastischen Materials, wenn ein Harz mit einem Polycarboxypolymer und einem monomeren dreiwertigen Alkohol ausgehärtet wird. Siehe hierzu das US-Patent Nr. 5,318,990.
Das erfindungsgemäße Polycarboxypolymer verfügt über ein organisches Polymer oder Oligomer, das mehr als eine seitenständige Carboxygruppe enthält. Das Polycarboxypolymer kann ein Homopolymer oder ein Copolymer sein, das aus ungesättigten Carboxylsäuren hergestellt wurde, zu denen Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Isocrotonsäure, Maleinsäure, Zimtsäure, 2-Methylmaleinsäure, Itaconsäure, 2-Methylitaconsäure, a,b-Methylenglutarsäure und dergleichen gehören, wobei jedoch keine Beschränkung hierauf besteht. Alternativ kann das Polycarboxypolymer aus ungesättigten Anhydriden hergestellt werden, zu denen Maleinanhydrid, Itaconanhydrid, Acrylanhydrid, Methacrylanhydrid und dergleichen sowie Mischungen hiervon gehören, wobei jedoch keine notwendige Beschränkung hierauf besteht. Verfahren zum Polymerisieren dieser Säuren und Anhydride sind in der chemischen Technik gut bekannt.
Das erfindungsgemäße Polycarboxypolymer kann ferner ein Copolymer einer oder mehrerer der oben genannten ungesättigten Carboxylsäuren oder Anhydride und eine oder mehrere Vinylverbindungen enthalten, zu denen Styrol, a-Methylstyrol, Acrylonitril, Methacrylonitril, Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, Methylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, Vinylmethylether, Vinylacetat und dergleichen gehören, wobei jedoch keine notwendige Beschränkung hierauf besteht. Verfahren zum Herstellen dieser Copolymere sind in der Technik gut bekannt.
Zu bevorzugten Polycarboxypolymeren gehören Homopolymere und Copolymere der Polyacrylsäure. Die bevorzugte Polyacrylsäure verfügt über ein Molekulargewicht im Bereich von ungefähr 100 bis ungefähr 200000; bevorzugter von ungefähr 1000 bis ungefähr 10000, wobei ungefähr 2000 bis ungefähr 6000 am bevorzugtesten sind. Außerdem verfügt die bevorzugte Polyacrylsäure über mehr als ungefähr 90% frei Carboxylsäuregruppen, wobei mehr als ungefähr 95% am bevorzugtesten sind.
Zu in Betracht gezogenen Äquivalenten dreiwertiger Alkoholen gemäß der Erfindung, die über dasselbe Funktionsvermögen und dieselbe Nützlichkeit verfügen, gehören, ohne dass eine notwendige Beschränkung hierauf bestünde, Glycerol, Trimethylolpropan, Trimethylolethan, Triethanolamin, 1,2,4-Butantriol und dergleichen, sowie Gemische hiervon. In der Praxis können die monomeren dreiwertigen Alkohole gemäß der Erfindung zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Bindemittelzusammensetzung mit anderen mehrwertigen Alkoholen gemischt werden. Zu derartigen mehrwertigen Alkoholen gehören, ohne dass eine notwendige Beschränkung hierauf bestünde, Ethylen, Glycol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,60-Hexandiol, 2- Buten-1, Erythritol, Pentaerythritol, Sorbitol und dergleichen sowie Mischungen hiervon.
Zu bevorzugten Monomeren dreiwertigen Alkoholen gehören Glycerol und Trimethylolpropan sowie Mischungen hiervon. Zu Beispielen bevorzugter dreiwertiger Alkohole gehören Triethanolamin und Glycerin. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Glycerin von Proctor & Gamble erhalten, und das Triethanolamin wird von Ashland Chemical erhalten.
Der Katalysator gemäß der Erfindung enthält ein Alkalimetallsalz einer Phosphor enthaltenden organischen Säure; insbesondere Alkalimetalisalze von Phosphorsäure, Hypophosphorsäure und Polyphosphorsäuren. Zu Beispielen derartiger Katalysatoren gehören, ohne dass eine notwendige Beschränkung hierauf bestünde, Natrium, Natriumphosphit, Kaliumphosphit, Dinatriumpyrophosphat, Tetranatriumpyrophosphat, Natriumtripolyphosphat, Natriumhexametaphosphat, Kaliumphosphat, Kaliumpolymethaphosphat, Kaliumpolyphosphat, Kaliumtripolyphosphat, Natriumtrimethaphosphat und Natriumtetramethaphosphat sowie Mischungen hiervon.
Zu bevorzugten Katalysatoren gehören Natriumhypophosphit und Natriumphosphit sowie Mischungen hiervon. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Katalysator Natriumhypophosphit von Oxychem.
Der erfindungsgemäße Korrosionshemmer wird so ausgewählt, dass die Korrosion durch saure Lösungen verringert wird. Zum Beispiel sind Thioharnstoff und andere, ähnliche Schwefelverbindung, wie Allylthioharnstoff nützliche Hemmer. Beispielhafte Hemmer sind Verbindungen wie Zinnoxalat, Zinnsulfat, Zinnchlorit und Thioharnstoff. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das Zinnoxalat von Goldschmidt Industrial Chemicals Corp. erhalten. Vorzugsweise werden Korrosionshemmer in Mengen im Bereich von ungefähr 100 bis ungefähr 100000 ppm zugesetzt. Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen liegen die Mengen im Bereich von ungefähr 1000 bis ungefähr 5000 ppm.
Das Polycarboxypolymer, der monomere dreiwertige Alkohol, der Katalysator und der Korrosionshemmer können in jeder beliebigen herkömmlichen Mischvorrichtung durch Rühren mit Wasser gemischt werden. Das Verhältnis des Polycarboxypolymers zum monomeren dreiwertigen Alkohol wird durch Vergleichen des Verhältnis der Mole der Hydroxylgruppen im monomeren dreiwertigen Alkohol zu den Molen der Carboxygruppen im Polycarboxypolymer bestimmt werden. Dieses stöchiometrische Verhältnis kann innerhalb weiter Grenzen von ungefähr 0,5 bis ungefähr 1,5 variieren. Vorzugsweise variiert das Verhältnis von ungefähr 0,7 bis ungefähr 1,0. Der Fachmann beachtet, dass die Menge des verwendeten Katalysators abhängig von der Temperatur, bei der das Bindemittel gehärtet wird und auch der Zeit, während der das Bindemittel auf der erhöhten Härtungstemperatur gehalten wird, innerhalb weiter Grenzen variieren kann. Zum Bindemittelgemisch muss nur eine solche Menge an Katalysator zugesetzt werden, die dazu ausreicht, das Bindemittel im Wesentlichen auszuhärten (d. h., die reagieren miteinander mit mehr als ungefähr 75% der stöchiometrisch verfügbaren Carboxy- und Hydroxylgruppen). Auf Grundlage des kombinierten Gewichts des Polycarboxypolymers, des monomeren dreiwertigen Alkohols und des Katalysators kann die Menge des benötigten Katalysators innerhalb weiter Grenzen von ungefähr 1 bis ungefähr 15 Gewichtsprozent variieren. Vorzugsweise kann die Menge von ungefähr 4 bis ungefähr 8 Gewichtsprozent variieren. Wasser kann der Mischung aus dem Polycarboxypolymer, dem monomeren dreiwertigen Alkohol und dem Katalysator in jeder Menge zugesetzt werden, die zu einem wässrigen Bindemittel mit einer Viskosität und einer Fließrate sorgt, die für das Auftragen auf eine zu erzeugende Faserglasmatte durch irgendein zweckdienliches Verfahren, wie Sprühen, geeignet ist. Herkömmlicherweise kann Wasser bis zu ungefähr 95 Gewichtsprozent des Bindemittels ausmachen.
Die erfindungsgemäßen Bindemittel können wahlweise herkömmliche Zustandstoffe enthalten, wie z. B. Haftvermittler, Farbstoffe, Öle, Füllmittel, Wärmestabilisatoren, Flammverzögerungsmittel, Schmiermittel, pH-Einstellmittel und dergleichen, und zwar mit herkömmlichen Mengen, die im Allgemeinen nicht 20 Gewichtsprozent des Bindemittels überschreiten. Insbesondere können pH-Einstellmittel wie Ammoniumhydroxid dazu verwendet werden, den pH-Wert anzuheben. Der bevorzugte pH-Wert zum Auftragen des Bindemittels beträgt von ungefähr 2,5 bis ungefähr 5, wobei ungefähr 3 bis ungefähr 4 am Bevorzugtesten sind.
Im Betrieb wird das erfindungsgemäße Bindemittel auf Glasfasern aufgetragen, wenn sie hergestellt und zur einer Matte geformt werden, Wasser wird aus dem Bindemittel verdampft und die mit Bindemittel mit hohem Feststoffgehalt beschichtete Faserglasmatte wird erwärmt, um das Bindemittel auszuhärten und dadurch eine fertiggestellte Faserglasmatte zu erzeugen, die als Erzeugnis zur Wärme-, oder Schallisolierung, zur Verstärkung eines anschließend hergestellten Verb- undstoffs usw. verwendet werden kann.
In der Technik ist es allgemein bekannt, eine poröse Matte aus Faserglas durch Fasererzeugung geschmolzenen Glases und unmittelbares Erzeugen einer Faserglasmatte auf einem sich bewegenden Förderer herzustellen. Glas wird in einem Behälter geschmolzen und einer Faserhersteilvorrichtung wie einem Spinner oder einer Ziehdüse zugeführt. Fasern des Glases werden ausgehend von der Vorrichtung ausgezogen und im Allgemeinen nach unten innerhalb einer Formungskammer ausgeblasen. Die Glasfasern weisen typischerweise einen Durchmesser von ungefähr 3 bis ungefähr 9 Mikrometer und eine Länge von ungefähr 1/4 Zoll bis ungefähr 3 Zoll auf. Vorzugsweise liegen die Glasfasern im Bereich von ungefähr 3,5 bis ungefähr 7 Mikrometer, und sie verfügen über eine Länge von ungefähr 1/2 Zoll bis ungefähr 2 Zoll. Die Glasfasern werden auf einem durchlöcherten Formungs-Endlosförderer abgeschieden. Das Bindemittel wird während der Herstellung der Glasfasern durch geeignete Sprüh-Auftrageinrichtungen auf diese aufgetragen, was zu einer Verteilung des Bindemittels durch die gesamte hergestellte Faserglasmatte führt. Die Glasfasern, an denen das nicht ausgehärtete, harzförmige Bindemittel anhaftet, werden auf den Endlosförderer innerhalb der Formungskammer durch Unterstützung eines Unterdrucks, der von unterhalb des Formungsförderers durch die Matte gezogen wird, gesammelt und zu einer Matte ausgebildet. Die in den Glasfasern enthaltene Restwärme und auch der Luftfluss durch die Matte sorgen dafür, dass ein Hauptteil des Wassers aus der Matte verdampft, bevor es die Formungskammer verlässt.
Wenn die mit einem Harz mit hohem Feststoffgehalt beschichtete Faserglasmatte die Formungskammer verlässt, dehnt sie sich auf Grund der Nachgiebigkeit der Glasfasern in vertikaler Richtung aus. Die expandierte Matte wird dann zu einem Härtungsofen und durch diesen hindurch transportiert, wo erwärmte Luft durch die Matte hindurchgeleitet wird, um das Harz auszuhärten. Querstege über und unter der Matte komprimieren diese geringfügig, um dem Enderzeugnis eine vorbestimmte Dicke und ein vorbestimmtes Oberflächenfinish zu verleihen. Typischerweise wird der Härtungsofen bei einer Temperatur von ungefähr 200ºC bis ungefähr 250ºC betrieben. Vorzugsweise liegt die Temperatur im Bereich von ungefähr 225º bis ungefähr 340ºC. Im Allgemeinen befindet sich die Matte für eine Zeitperiode von ungefähr 1/4 Minute bis ungefähr 3 Minuten im Ofen. Zum Herstellen herkömmlicher Erzeugnisse zur Wärme- oder Schallisolierung liegt die Zeit im Bereich von ungefähr 3/4 Minute bis ungefähr 2 Minuten. Das Faserglas mit einer ausgehärteten, starren Bindemittelmatrix verlässt den Ofen in Form einer Watte, die zur Verpackung und zum Versand komprimiert werden kann und die sich anschließend im Wesentlichen vollständig in die Vertikalabmessung gemäß der Herstellung erholt, wenn sie freigegeben wird. Beispielsweise dehnt sich eine Faserglasmatte, die ungefähr 1,25 Zoll dick ist, wenn sie die Formungskammer verlässt, auf eine vertikale Dicke von ungefähr 9 Zoll in der Übertragungszone, und sie wird im Härtungsofen geringfügig auf eine vertikale Dicke von ungefähr 6 Zoll komprimiert.

Beispiel I

Es würden die nachfolgenden Bindemittel mit und. ohne Hemmer hergestellt und auf ein Faserglas aufgetragen, das als Matte hergestellt worden war.
Bindemittel A Polyacrylsäure 69,92%
Triethanolamin 22,94%
Natriumhypophosphit 4,64%
Ammoniak 2,50%
Bindemittel B CA-4885 (Polyacryl- säure-2000 MW) 70,55%
Glycerin 21,43%
Natriumhypophosphit 5,52%
Ammoniak 2,50%
Dann wurden die Bindemittel gemäß Article 15, Part 1120 Combustion Toxicity Testing New York State Uniform Fire Prevention and Building Code by Southwest Research Institute getestet. Eine Probe mit 9% LOI wies einen LC&sub5;&sub0;-Wert von 114 gm über der Untergrenze von 16 gm auf. Außerdem wurde eine Polarisationswiderstand-Messtechnik, ähnlicher derjenigen, wie sie in ASTM Standard Practice G59 beschrieben ist, dazu verwendet, die Korrosionsraten von Kohlenstoff-Abschnitten abzuschätzen, die den Bindemittellösungen beim Fehlen oder in Anwesenheit der Hemmer ausgesetzt wurden. Die Ergebnisse sind in der unten folgenden Tabelle I angegeben. Tabelle 1: Vergleich der Korrosionsraten (mpy) bei 750º und 160ºF
Zusätzlich zum Testen hinsichtlich einer Korrosionshemmung wurden auch die im Luftstrom erzeugten Pegel an Wasserstoffcyanid dahingehend gemessen, dass sie in geeigneter Weise 1 bis 2 ppm unabhängig von der Probenmenge im Bereich von 50 bis 150 Gramm betrugen (die obere Toleranzgrenze beträgt ungefähr 150 ppm in einer Periode von 30 Minuten).
Im Test zeigten einige Bereichsisolationserzeugnisse, die unter Verwendung des Bindemittels B zuzüglich entweder Zinnoxalat, Zinnsulfat oder Thioharnstoff als Korrosionshemmer hergestellt wurden, Verbesserungen bei der Trennfestigkeit im Bereich von 1,4 · bis 3 · gegenüber einem Standard.

Claims

1. Faser-Glas-Bindemittel mit einer wäßrigen Lösung von:

(a) einem Polycarboxy-Polymer mit einem Homopolymer oder Copolymer, das aus einer ungesättigten Carbonsäure oder einem Anhydrid oder Mischungen daraus hergestellt ist,

(b) einem monomeren dreiwertigen Alkohol,

(c) einem Katalysator mit einem Alkalimetallsalz einer Phosphor(III)-enthaltenden organischen Säure, und

(d) einem korrosionsverhindernden Mittel.

2. Bindemittel nach Anspruch 1, wobei das Polycarboxy-Polymer Homopolymere und Copolymere von Acrylsäure enthält.

3. Bindemittel nach Anspruch 1 oder 2, wobei der monomere dreiwertige Alkohol Glycerin enthält.

4. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Katalysator Natriumhypophosphit, Natriumphosphit und/oder Mischungen daraus darstellt.

5. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das korrosionsverhindernde Mittel Zinnoxalat, Zinnsulfat, Zinnchlorid und/oder Thioharnstoff darstellt.

6. Verfahren zur Verringerung korrosiver Eigenschaften von auf Polycarboxy-Polymer basierenden Bindemitteln gegenüber Kohlenstoffstahl, wobei dem auf Polycarboxy-Polymer basierenden Bindemittel ein korrosionsverhinderndes Mittel zugegeben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das korrosionsverhindernde Mittel Zinnoxalat, Zinnsulfat, Zinnchlorid und/oder Thioharnstoff darstellt.

8. Verfahren zur Herstellung eines mit Bindemittel bechichteten Glasfaserprodukts, mit folgenden Schritten:

a) Auswählen eines Polycarboxy-Polymers, eines monomeren dreiwertigen Alkohols und eines Katalysators als Komponenten des Bindemittels;

b) Mischen der Komponenten;

c) Verwenden eines korrosionsverhindernden Mittels mit den Bindemittelkomponenten;

d) Aufbringen der Mischung mit (a) und (c) auf Glasfasern, die eine Bindemittelbeschichtung benötigen, um Bindemittel-enthaltende Glasfasern zu bilden; und

e) Abbinden lassen der Bindemittel-enthaltenden Glasfasern, im ein Bindemittel-beschichtetes Glasfaserprodukt zu bilden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das korrosionsverhindernde Mittel Zinnoxalat, Zinnsulfat und/oder Zinnchlorid ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei der monomere dreiwertige Alkohol Glycerin ist.