ES2163616T5 - Metodo de preparar un producto de lana mineral. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN METODO PARA LA FABRICACION DE UN PRODUCTO BASADO EN LANA MINERAL QUE COMPRENDE: I) LA PREPARACION DE UNA RESINA DE FORMALDEHIDO, AMONIACO Y UNA PREPARACION DE AZUCAR QUE CONTIENE UNA PREPARACION ACUOSA: II) LA APLICACION DE LA PREPARACION A LA LANA MINERAL; Y III) EL CURADO DE LA LANA MINERAL QUE FORMA EL PRODUCTO; Y A UN KIT PARA LA PREPARACION DEL PRODUCTO DE LANA MINERAL QUE COMPRENDE UN ENVASE QUE LLEVA LA PREPARACION DE LA RESINA Y UN ENVASE QUE LLEVA LA PREPARACION DE AZUCAR.
Description
Método de preparar un producto de lana
mineral.
La presente invención se refiere al uso de una
preparación de azúcar en un método para preparar un producto de
lana mineral. Los productos de acuerdo con la invención se destinan
para utilizar por ejemplo en aislamientos térmicos y del fuego,
protección contra el fuego, reducción del ruido y refuerzo de medios
de crecimiento de regulación de otros materiales, tales como
plásticos y cargas. En particular, la presente invención se refiere
a un método para fabricar un producto de lana mineral, en el que se
utiliza una resina de fenol-formaldehído como
aglutinante curable.
Las preparaciones de resina a base de resina de
fenol-formaldehído son muy conocidas en la técnica
como aglutinantes termocurables.
El documento
US-A-3.231.349 se refiere a la
producción de productos de fibra vítrea y a la prevención del mal
olor en esta producción. La formulación de resina utilizada tiene
exceso de fenol y comprende un medio de control del pH que incluye
y un material amínico volátil que reacciona con ácidos.
La preparación de resina puede utilizarse en una
forma no polimerizada o parcialmente polimerizada. La preparación
de resina se atomiza en un flujo gaseoso y después de contacto con
fibras minerales se deposita sobre ellas y se cura con un
tratamiento térmico, con el que las fibras que contienen lana
mineral son unidas mutuamente por la resina curada.
La resina de fenol-formaldehído
contiene tanto fenol como formaldehído en una relación molar de
1:2,8 y más, tal como hasta 1:6. En general la cantidad de
formaldehído es superior a la cantidad estequiométrica, tal como en
la relación 1:3,1 a 1:5, por ejemplo 1:3,4. El exceso de
formaldehído evita la posibilidad de que el fenol quede en forma
gaseosa en el flujo gaseoso y sea emitido al medio ambiente después
de atomización de la preparación de resina y evaporación del agua
presente.
La preparación de resina contiene también
generalmente amoníaco con el fin de aglutinar la cantidad en exceso
de formaldehído con relación al fenol con la formación de compuestos
amínicos, tales como hexametil-tetraamina.
Un inconveniente del uso de dicha resina de
fenol-formaldehído y preparación acuosa que contiene
amoníaco es la emisión de amoníaco en cantidades de hasta 200
ppm.
La presente invención tiene como objeto
proporcionar una solución para este inconveniente de la emisión de
amoníaco, que sea menos cara que el método usual para eliminar el
amoníaco del gas, por ejemplo por medio de la utilización de
lavadores. Sin embargo esto está sometido a la condición de que el
curado de la resina de fenol-formaldehído no se vea
afectado adversamente y no aumente la emisión de fenol y/o
formaldehído sustancialmente.
La invención se basa en el descubrimiento de que
la emisión de amoníaco puede ser reprimida significativamente
neutralizando el amoníaco en la preparación de la resina mediante un
compuesto de tipo azúcar en un método para fabricar un producto
basado en lana mineral. El compuesto de tipo azúcar puede añadirse
antes que el aglutinante esté listo para su utilización incluso
antes que se añada el amoníaco. De acuerdo con un procedimiento de
preparación, la adición de este compuesto de tipo azúcar tiene lugar
antes de atomizar la preparación de resina, evitando con ello
debido a la reacción del amoníaco con el compuesto de tipo azúcar,
la eventual neutralización del amoníaco y por tanto la reducción de
la función como estabilizador de la resina. La adición de los
compuestos de azúcares durante la preparación de la resina es
posible. La preparación de la resina llega finalmente a
inestabilizarse y no ser adecuada para utilización como aglutinante
para lana mineral. La invención por tanto propone que el compuesto
de tipo azúcar y/o el amoníaco se añadan a la preparación de la
resina oportunamente antes de aplicar la preparación de la resina a
la lana mineral.
Un uso óptimo comprende la adición del amoníaco
o amonio como el último compuesto justo antes de aplicar el
aglutinante a base de resina a la lana mineral.
El uso según la invención proporciona por tanto
el uso de una preparación de azúcar en la fabricación de un
producto basado en lana mineral, según la reivindicación 1.
En una realización, el uso comprende:
- i)
- preparar una preparación acuosa que contiene resina de fenol-formaldehído y amoníaco;
- ii)
- mezclar la preparación de resina con una preparación de azúcar;
- iii)
- aplicar la mezcla de la preparación de la resina y la preparación de azúcar a la lana mineral; y
- iv)
- curar la lana mineral con lo que se forma el producto.
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En otra realización, el uso comprende:
- i)
- preparar una preparación acuosa que contiene resina de fenol-formaldehído y una preparación de azúcar;
- ii)
- mezclar la preparación de resina con una preparación acuosa que contiene amoníaco;
- iii)
- aplicar la mezcla de la preparación de resina y la preparación de azúcar a la lana mineral; y
- iv)
- curar la lana mineral con lo que se forma el producto.
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Todavía otra realización comprende:
- i)
- preparar una preparación que contiene resina de fenol-formaldehído;
- ii)
- mezclar la preparación de resina con una preparación de azúcar y con una preparación acuosa que contiene amoníaco;
- iii)
- aplicar la mezcla de la preparación de resina y la preparación de azúcar a la lana mineral; y
- iv)
- curar la lana mineral con lo que se forma el producto.
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Se observa que es posible en principio atomizar
la preparación de azúcar y la preparación de resina por separado y
aplicarlas a las fibras siempre que el amoníaco pueda reaccionar con
el compuesto de tipo azúcar antes de pasar a la fase gaseosa. Para
un procedimiento óptimo se recomienda sin embargo encarecidamente
mezclar la preparación de azúcar que comprende la preparación de
resina con el amoníaco justo antes de su atomización.
El compuesto de tipo azúcar, en general una
preparación de azúcar, puede contener cualquier compuesto de tipo
azúcar adecuado, siempre que el compuesto de tipo azúcar reaccione
con el amoníaco y no suprima sustancialmente la acción de la
preparación de la resina. Los compuestos de tipo azúcar adecuados
comprenden aldosas y cetosas, tales como monosacáridos, por ejemplo
glucosa y fructosa, disacáridos tales como sacarosa, maltosa,
lactosa, oligosacáridos tales como jarabe, en particular jarabe de
glucosa y jarabe de fructosa, y polisacáridos, en particular
polisacáridos solubles en agua, tales como dextrina y almidón. Se
observa que la preparación de azúcares puede contener uno o más de
estos compuestos de azúcares. La preparación de azúcares puede
consistir en una dispersión sólida pero es preferible una
disolución en agua. El mezclamiento óptimo con la preparación
acuosa de resina es por consiguiente posible.
La preparación de azúcar en forma de una
disolución acuosa contiene generalmente 1-80% en
peso, preferiblemente 15-80% en peso, generalmente
35-75% en peso, por ejemplo 50% en peso del
compuesto de tipo azúcar en agua. La cantidad de preparación de
azúcar añadida con relación a la preparación de resina es
preferiblemente tal que el compuesto de tipo azúcar se añada en una
cantidad estequiométrica o en exceso con relación al amoníaco, es
decir, una cantidad tal que la emisión de amoníaco se reduzca
notablemente.
La cantidad del compuesto de tipo azúcar en la
preparación de azúcar y la cantidad de la preparación de azúcar que
se utiliza con relación a la preparación de resina que contiene este
amoníaco puede establecerse por experimentos usuales, de tal forma
que la emisión de amoníaco disminuya significativamente. Las
preparaciones de resina y las preparaciones de azúcar pueden
utilizarse por ejemplo de forma que cada una contenga una cantidad
igual de resina y azúcar, con lo que es posible el mezclamiento
óptimo de ambas preparaciones a una viscosidad
suficientemente
baja.
baja.
Los productos de lana mineral comprenden lana
mineral propiamente dicha, lana de vidrio, lana de escorias y sus
mezclas. La longitud y diámetro de las fibras de lana mineral son
típicas para los diferentes tipos de lana mineral.
Si se desea, la preparación de resina puede
contener aditivos para la polimerización óptima, tales como amidas,
en particular urea. Sin embargo con relación a la urea se observa
que ésta no tiene efecto sobre la aglutinación con amoníaco de los
azúcares de acuerdo con la invención debido a que la emisión de
amoníaco no disminuye sustancialmente.
Pueden añadirse además medios de adherencia y
medios de extensión, tales como aceite de silicona y silanos, para
adherir y extender de forma óptima la resina en las fibras de lana
mineral.
Los aspectos mencionados y otros diferentes del
método y el "kit" para preparar la lana mineral con la
utilización de una resina de fenol-formaldehído en
el que se reduce mucho la emisión de amoníaco serán ilustrados más
detalladamente a continuación con referencia a una realización que
sólo se da como ejemplo y que no limita en absoluto la
invención.
Se realiza una preparación de resina
convencional con una relación molar entre fenol y formaldehído de
1:3,4, añadiendo un catalizador a pH > 8,6. Cuando se alcanza
una temperatura de reacción > 80ºC se añade una preparación de
azúcar al 50% basado en un jarabe de glucosa (3% de dextrosa, 11% de
maltosa, 17% de maltotriosa y 69% de oligopolisacáridos) en una
cantidad de 1 parte a 0,77 partes de fenol. Cuando la resina puede
disolver aproximadamente 8 partes de agua en 1 parte de resina, se
añade urea en una cantidad de 1 parte de urea en 1,6 partes del
fenol utilizado. La resina se diluye con agua hasta 40% de sólidos y
se enfría hasta 20ºC. Al día siguiente (o semana) se neutraliza el
catalizador, se añade amoníaco y la resina se diluye más con agua
hasta 20% de sólidos. El amoníaco se ajusta hasta alcanzar una
dilución en agua de aproximadamente 1 parte de resina en 3 partes
de agua. En comparación con una preparación de resina convencional
sin jarabe de glucosa, se reduce la emisión de amoníaco hasta menos
de 50 ppm.
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Ejemplo
2
Una preparación de resina convencional (44% en
peso) contenía 8% en peso de amoníaco y 12% de urea. Esta
preparación de resina se diluye con agua hasta 15% en peso y
contiene aproximadamente 3% en peso de amoníaco. Debido a la
presencia de amoníaco, la preparación de resina es fácilmente
diluible en agua y estable durante su almacenamiento. La
preparación de resina contiene además un compuesto de silano.
Por separado se obtiene una preparación de
azúcar basada en un jarabe de glucosa (3% de dextrosa, 11% de
maltosa, 17% de maltotriosa y 69% de oligopolisacáridos). El jarabe
de glucosa se diluye hasta 15% en peso.
Tres partes de la preparación de resina diluida
y una parte de la preparación de azúcares se mezclan inmediatamente
antes de la atomización en la cámara de hilado en la que se hilarán
las fibras de lana mineral de manera convencional en un flujo de
aire. La mezcla de la preparación de resina y la preparación de
azúcar se deposita sobre las fibras y forma después de curado una
unión rígida entre las fibras de lana mineral.
Cuando sólo se utiliza la preparación de resina
o después de dilución con una parte de agua, la emisión de amoníaco
asciende a aproximadamente 200 ppm. Sin embargo, cuando la
preparación de resina se diluye de acuerdo con la invención con la
preparación de azúcar, la emisión de amoníaco se reduce
considerablemente hasta menos de 50 ppm.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
Se prepara una resina con una relación molar de
fenol a formaldehído de 1:3,8, y se añade un catalizador básico
para ajustar el pH > 8,6. Cuando la temperatura de reacción es
superior a 80ºC, se añade una disolución de azúcar al 75%. La
disolución de azúcar se prepara basándose en un jarabe de glucosa
(3% de dextrosa, 11% de maltosa, 17% de maltotriosa y 69% de
oligopolisacáridos). Se añade la disolución de azúcar a la resina
en una cantidad de 1 parte de disolución de azúcar a 0,77 partes de
fenol. Cuando la dilución en agua de 1 parte de resina es 8 partes
de agua, se añade urea: 1 parte de urea a 1 parte de fenol
utilizado.
La resina se diluye a continuación con agua
hasta una concentración de sólidos del 40% y la resina se enfría a
20ºC. Antes que la resina se aplique a las fibras, se diluye hasta
20% de sólidos, se neutraliza el catalizador aplicado y se añade
amoníaco para conseguir una dilución en agua de 1 parte de resina
por 3 partes de agua.
La emisión de amoníaco a partir de la producción
de fibras minerales se redujo hasta menos de 30 ppm.
Será evidente para los expertos en la técnica
que todas las clases de variaciones en la composición de la
preparación de resina y la preparación de azúcares son posibles
siempre que ambas preparaciones se pongan en primer lugar en
contacto mutuo en un momento tal que la preparación de resina
permanezca estable, se forma un aglutinante de resina
apropiadamente curada sobre las fibras y disminuye considerablemente
la emisión de amoníaco. Esto implica que las cantidades de fenol,
formaldehído, amoníaco y azúcares utilizados se adaptan mutuamente
por experimento usual en cantidades tales que de acuerdo con la
invención la emisión de fenol, la emisión de formaldehído y la
emisión de amoníaco se reduzcan mucho.
Claims (10)
1. Uso de una preparación de azúcar en un método
para fabricar un producto basado en lana mineral, que comprende:
- i)
- preparar una preparación acuosa que contiene una resina de fenol-formaldehído que comprende fenol y formaldehído en una relación molar de 1:2,8 a 1:6, amoníaco y una preparación de azúcar;
- ii)
- aplicar la preparación a la lana mineral; y
- iii)
- curar la lana mineral con lo que se forma el producto,
para reducir la emisión de amoníaco.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, que
comprende:
- i)
- preparar una preparación acuosa que contiene resina de fenol-formaldehído y amoníaco;
- ii)
- mezclar la preparación de resina con una preparación de azúcar;
- iii)
- aplicar la mezcla de la preparación de resina y la preparación de azúcar a la lana mineral; y
- iv)
- curar la lana mineral con lo que se forma el producto.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, que
comprende:
- i)
- preparar una preparación acuosa que contiene resina de fenol-formaldehído y una preparación de azúcar;
- ii)
- mezclar la preparación de resina con una preparación acuosa que contiene amoníaco;
- iii)
- aplicar la mezcla de la preparación de resina y la preparación de azúcar a la lana mineral; y
- iv)
- curar la lana mineral con lo que se forma el producto.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Uso de acuerdo con la reivindicación 1, que
comprende:
- i)
- preparar una preparación que contiene resina de fenol-formaldehído;
- ii)
- mezclar la preparación de resina con una preparación de azúcar y con una preparación acuosa que contiene amoníaco;
- iii)
- aplicar la mezcla de la preparación de resina y la preparación de azúcar a la lana mineral; y
- iv)
- curar la lana mineral con lo que se forma el producto.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Uso de acuerdo con la reivindicación
1-4, en el que la preparación de resina contiene
amoníaco en una cantidad tal que el pH sea mayor que 7.
6. Uso de acuerdo con la reivindicación
1-5, en el que el pH de la preparación de resina
asciende a 8-11, preferiblemente
8-10, y más preferiblemente
8,5-9,5.
7. Uso de acuerdo con las reivindicaciones
1-6, en el que la preparación de azúcar contiene
monosacáridos, disacáridos, oligosacáridos y/o polisacáridos.
8. Uso de acuerdo con la reivindicación 7, en el
que la preparación de azúcar contiene glucosa, fructosa, sacarosa,
maltosa, jarabe, melazas y/o dextrina.
9. Uso de acuerdo con las reivindicaciones
1-8, en el que la preparación de azúcar se añade
como una disolución en agua al 1-80% en peso,
preferiblemente 15-80% en peso.
10. Uso de acuerdo con las reivindicaciones
1-8, en el que la preparación de azúcar se añade en
una cantidad estequiométrica o en exceso con relación al
amoníaco.
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