ES2259148T3

ES2259148T3 - Composicion ligante, acuosa, exenta de formaldehido, para fibras minerales.

Info

Publication number: ES2259148T3
Application number: ES03763836T
Authority: ES
Inventors: Erling Lennart Hansen; Povl Nissen; Thor Husemoen
Original assignee: Rockwool International AS
Current assignee: Rockwool AS
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2006-09-16
Anticipated expiration: 2023-07-14
Also published as: AU2003250055A1; PL212124B1; AU2003250055B2; CN1313538C; DE60303949T2; JP2005533145A; US20060111480A1; ATE319778T1; HRP20041133B1; DE60303949D1; PL373856A1; WO2004007615A1; HRP20041133A2; EP1521807B1; EP1521807A1; MY130481A; EA200500198A1; EA007495B1; CA2489817A1; EP1382642A1

Abstract

Una composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, la cual comprende un componente ligante (A), obtenible haciendo reaccionar por lo menos una alcanolamina, con por lo menos un anhídrido carboxílico y, opcionalmente, tratando el producto de reacción, con una base; y un componente ligante (B), el cual comprende por lo menos un hidrato de carbono.

Description

Composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, para fibras minerales.

La presente invención, se refiere a una composición ligante, acuosa, para fibras minerales, a un procedimiento para producir un producto de fibra mineral ligada, utilizando la composición ligante, y a un producto de fibra mineral, que comprende fibras minerales en contacto con la composición ligante, curada.

Antecedentes y trasfondo de la invención

Los productos minerales, comprenden generalmente fibras minerales tales como, por ejemplo, fibras vítreas artificiales (MMVF - del inglés "man-made vitreous fibres"-), fibras de vidrio, fibras cerámicas, fibras de basalto, lana de escoria y lana mineral, ligadas conjuntamente mediante un material reticulante polimérico termoestable, curado. Para su utilización como productos de aislamiento térmico o acústico, se producen fieltros de mineral ligado, generalmente, mediante la conversión de un fundente de primeras materias, en fibras, de una forma convencional, por ejemplo, mediante un procedimiento de copa giratoria (de hilatura) o mediante un procedimiento de rotor en cascada. Las fibras, se someten a soplado, en una cámara de formación y, cuando todavía se transportan por el aire, y todavía se encuentran calientes, éstas se someten a proyección pulverizada (spray) con una solución ligante, y se depositan aleatoriamente como un fieltro o tejido (no tejido), sobre una cinta transportadora en movimiento de avance. El fieltro de fibras, se transfiere, a continuación, a un horno de curado, en donde, a través de éste, se sopla aire caliente, para curar el ligante y unir rígidamente y conjuntamente, las fibras minerales.

Los productos de fibras minerales, recubiertos con ligantes son, de una forma preferible, del tipo correspondiente a los productos de usual comercialización normalmente denominados "commodityes" y así, de esta forma, el coste, se convierte en un factor impulsor, evitando el uso de resinas ligantes que sean caras. Debido a su excelente valor de relación coste / prestaciones, las resinas de elección en el pasado, eran resinas de fenol / formaldehído, las cuales pueden producirse de una forma económica, y pueden tratarse extendiendo urea, como ligante, previamente
al uso.

Durante las décadas pasadas, no obstante, la minimización de las emisiones de compuestos orgánicos volátiles (VOAC - del inglés "Volatile Organic Compound", conjuntamente con la legislación vigente propuesta, dirigida a la reducción o eliminación del formaldehído, han conducido a investigaciones extensivas, encaminadas no únicamente a reducir las emisiones procedentes de los ligantes convencionales a base de formaldehído, sino también, a encontrar ligantes reemplazantes candidatos, los cuales se encuentren exentos de formaldehído.

Estos esfuerzos de investigación, tuvieron como resultado un determinado número de composiciones ligantes, las cuales no estaban basadas en fenol / formaldehído, por ejemplo, las composiciones ligantes, basadas en polímeros de policarboxi y polioles, tal y como se da a conocer en las solicitudes de patente europeas EP - A - 583 086 y EP - A - 990 727, y en la solicitud de patente estadounidense US - A - 5.318.990.

Otro grupo de ligantes que no están basados en fenol / formaldehído, para fibras minerales, son los productos de reacción de adición / eliminación, de anhídridos alifáticos y / o aromáticos con alcanolaminas, por ejemplo, tal y como se da a conocer en los documentos de patentes internacionales WO 99 / 36 368, WO 01 / 05 725, WO 01 / 96 460 y WO 02 / 06 178. Estos ligantes de fibras minerales, exhiben unas excelentes propiedades ligantes, pero pueden requerir materiales de partida que son caros y, de una forma particular, una alta proporción de reactivos anhídridos que son caros, con objeto de lograr la deseada solubilidad en agua, velocidad de curado y densidad de curado.

Resumen de la invención

Correspondientemente en concordancia, era un objetivo de la presente invención, el proporcionar una composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, que fuera particularmente apropiada para fibras minerales aglomeradas (ligadas), la cual exhibiese unas excelentes características de ligado o aglomeración, de una forma particular, una velocidad de curado y una resistencia apropiadas, que tuviera una buena solubilidad y capacidad de dilución, y que pudiera producirse de una forma económica, a partir de materiales de partida menos caros.

Un objeto adicional de la presente invención, era el proporcionar un producto de fibras minerales, en donde, las fibras minerales, se encontraran ligadas (aglomeradas) con la composición ligante, curada.

En concordancia con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, la cual comprende:

un componente ligante (A), obtenible haciendo reaccionar por lo menos una alcanolamina, con por lo menos un anhídrido carboxílico y, opcionalmente, tratando el producto de reacción, con una base; y

un componente ligante (B), el cual comprende por lo menos un hidrato de carbono.

En concordancia con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para producir un producto de fibras minerales ligadas, el cual comprende las etapas de poner en contacto las fibras minerales o producto de fibras minerales, con una composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, tal y como se ha definido anteriormente, arriba, y curando la composición ligante.

En concordancia con un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un producto de fibras minerales, el cual comprende fibras minerales, que se encuentran en contracto con la composición ligante, curada, anteriormente definida, arriba.

Descripción de las formas preferidas de presentación

La composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, en concordancia con la presente invención, comprende dos componentes ligantes, a saber,

(A) un producto de reacción de por lo menos una alcanolamina, con por lo menos un anhídrido carboxílico, opcionalmente tratado con una base; y

(B) por lo menos un hidrato de carbono.

Componente ligante (A)

El componente ligante (A), comprende el producto de reacción, soluble en agua, de una alcanolamina, con un anhídrido carboxílico.

Las alconolaminas preferidas, para su uso en la preparación de un componente ligante (A), son alcanolaminas que tienen por lo menos dos grupos hidroxi, tales como, por ejemplo, las alcanolaminas representadas por la fórmula

R^{1} ---

\uelm{N}{\uelm{\para}{R ^{2} }}

--- R^{3}

en donde,

R^{1}, es hidrógeno, un grupo alquilo C_{1-10} ó un grupo hidroxialquilo C_{1-10}; y

R^{2} y R^{3}, son grupos hidroxialquilo C_{1}-C_{10}.

De una forma preferible, R^{2} y R^{3} son, de una forma independiente, grupos hidroxialquilo C_{2-5} y, R^{1}, es hidrógeno, un grupo alquilo C_{1-5}, o un grupo hidroxialquilo C_{2-5}. Los grupos hidroxialquilo particularmente preferidos, son los grupos \beta-hidroxialquilo.

Son ejemplos específicos de alcanolaminas apropiadas, la dietanolamina, trietanolamina, diisopropanolamina, triiso-propanolamina, metildietanolamina, etildietanolamina, n-butildietanolamina, metildiisopropanolamina, etiliso-propanolamina, 3-amino-1,3-propanol, 2-amino-1,3-propanodiol, y tris(hidroximetil)aminometano. La dietanolamina, es la acanolamina usualmente preferida.

El reactivo anhídrido carboxílico, puede seleccionarse entre los anhídridos alifáticos y cicloalifáticos, saturados o insaturados, anhídridos aromáticos, y mezclas de éstos, anhídridos cicloalifáticos, saturados o insaturados, prefiriéndose los anhídridos aromáticos y mezclas de éstos. En una forma de presentación particularmente preferida, se emplean dos anhídridos diferentes, seleccionados entre los anhídridos cicloalifáticos y / o aromáticos. Estos anhídridos diferentes, se hacen reaccionar, de una forma preferible, secuencialmente.

Los ejemplos específicos de anhídridos carboxílicos, alifáticos, son el anhídrido succínico, el anhídrido maleico y el anhídrido glutárico. Los ejemplos específicos de anhídridos cicloalifáticos preferidos, son el anhídrido tetrahidroftálico, el anhídrido hexahidroftálico, el anhídrido metiltetrahidroftálico y el anhídrido nádico, a saber, el anhídrido endo-cis-biciclo[2.2.1]-5-heptano-2,3-carboxílico. Los ejemplos de anhídridos aromáticos específicos, son el anhídrido ftálico, el anhídrido metilftálico, el anhídrido trimetílico y el dianhídrido piromellítico.

En la forma de presentación presentada anteriormente, arriba, en la cual se emplean dos anhídridos diferentes, se prefiere, de una forma particular, una combinación de anhídrido cicloalifático y de anhídrido aromático, por ejemplo, una combinación de anhídrido tetrahidroftálico (THPA) y de anhídrido trimellítico (TMA). El factor de relación molar del anhídrido cicloalifático, con respecto al anhídrido aromático, se encuentra comprendido, de una forma preferible, dentro de unos márgenes que van desde 0,1 hasta 10, encontrándose comprendido, de una forma preferible, dentro de unos márgenes que van de 0,5 a 3. Los tests de ensayo de curado, con el sistema THPA /TMA, ha mostrado, de una forma sorprendente, el hecho de que, un factor de relación menor, del THPA, con respecto al TMA, tiene como resultado una mayor velocidad de curado.

En la preparación del componente ligante (A), la proporción de los reactantes consistentes en la alcanolamina y el anhídrido carboxílico, se selecciona, de una forma preferible, de tal forma que, el factor de relación de los equivalentes de la amina más los grupos hidroxi (NH+OH), con respecto a los equivalentes de los grupos carboxi (COOH), es de por lo menos un valor de 0,4, de una forma más preferible, de por lo menos un valor de 0,6. Mediante el empleo de estos factores de relación mínimos, se evita un exceso demasiado alto de los ácidos libres no reaccionados, exceso éste que, bajo unas condiciones específicas, podría conducir a un desplazamiento del ligante, en el horno de curado, es decir, una distribución demasiado no uniforme, en cantidad de ligante, entre el fondo y la parte alta del fieltro o tejido (no tejido) de lana mineral. Adicionalmente, unas altas cantidades de ácido no reaccionado, pueden incrementar la corrosividad.

Por otro lado, las propiedades de la composición ligante final, la cual incluye los componentes ligantes (A) y (B), tales como las correspondientes al comportamiento del curado, durabilidad y resistencia a la humedad, vienen determinadas por el factor de relación total, de los grupos reactivos presentes. Así, por lo tanto, para unas prestaciones óptimas, el factor de relación de los equivalentes de la amina más los grupos hidroxi (NH + OH), con respecto a los equivalentes de los grupos carboxi (COOH), en la composición ligante final, se ajusta, de una forma preferible, a un valor de 2,0 ó menos, de una forma preferible, a un valor de 1,7 ó menos. De una forma general, la composición ligante final, tiene un factor de relación de equivalentes, de (NH + OH) / (COOH), que se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van de 1,3 a 1,5.

La reacción entre los reactivos consistentes en la alcanolamina y el anhídrido carboxílico, se realiza, de la forma usual, por ejemplo, tal y como se describe en los documentos de patentes internacionales WO 99 / 36 368, WO 01 / 05 725, WO 01 / 96 460 y WO 02 / 06 178, cuyos contenidos, en su totalidad, se incorporan aquí, en este documento, a título de referencia.

La temperatura de reacción, se encuentra comprendida, generalmente, dentro unos márgenes que van desde los 50ºC hasta los 200ºC. En una forma preferida de presentación y, de una forma particular, cuando se emplean dos anhídridos diferentes, se procede, en primer lugar, a calentar la alcanolamina a una temperatura de por lo menos aproximadamente 40ºC, preferiblemente, a una temperatura de por lo menos 60ºC, después de lo cual, se procede a añadir el primer anhídrido y, la temperatura de reacción, se eleva a un nivel de, por lo menos, aproximadamente 70ºC, de una forma preferible, a un nivel de, por lo menos, 95ºC y, de una forma más preferible, a un nivel de, por lo menos, 125ºC, a cuya temperatura, se añade el segundo anhídrido, a la mezcla de reacción, en donde, substancialmente, se disuelve y / o se hace reaccionar la totalidad del primer anhídrido. El proceder a incrementar la temperatura, desde un nivel de 70 - 95ºC, a un nivel de 100 - 200ºC, permite una mayor conversión de los monómeros, en oligómeros. En este caso, una gama preferida de temperaturas, es la correspondiente a unos márgenes de 105 - 170ºC, de una forma más preferible, de 110 - 150ºC.

Si se añade agua después de que el primer anhídrido haya reaccionado, bien ya sea conjuntamente con el segundo anhídrido, o bien ya sea antes de la adición del segundo anhídrido, o bien ya sea al final de la reacción, en una cantidad como para convertir al ligante en más fácilmente bombeable, se obtiene entonces un ligante con un peso molecular incrementado (comparado con la adición de agua desde el principio), el cual tiene todavía las deseadas características de bombeabilidad, viscosidad y diluibilidad en el agua, y que contiene menos monómeros no reaccionados.

Con objeto de mejorar la solubilidad y la diluibilidad del ligante en el agua, puede procederse a añadir una base, de un valor pH de hasta 8, de una forma preferible, de un valor pH de un valor comprendido entre 5 - 8 y, de una forma más preferible, de un valor pH de aproximadamente 6. Además, la adición de una base, provocará, por lo menos, una neutralización parcial de los ácidos no reaccionados y una reducción concomitante de las corrosividad. Normalmente, la base, se añadirá en una cantidad suficiente como para lograr los valores deseados de solubilidad y diluibilidad en el agua. La base, de una forma preferible, se selecciona de entre bases volátiles, las cuales se evaporarán a la temperatura de curado o a una temperatura inferior a ésta y, así, de este modo, no influenciará en el curado. Los ejemplos específicos de bases apropiadas, son el amoníaco (NH_{3}) y las aminas inorgánicas, tales como la dietanolamina (DEA) y la trietanolamina (TEA). La base, de una forma preferible, se añade a la mezcla de reacción, después de que la reacción entre la alcanolamina y el anhídrido carboxílico, se haya parado de una forma activa, mediante la adición de agua.

En el caso en el que sea apropiado, en la reacción, puede emplearse un monómero de ácido adicional y, éste, de una forma preferible, se añade a la mezcla de reacción, previamente a la adición del reactivo anhídrido. Son ejemplos específicos de monómeros de ácido, los ácidos di-, tri- y policarboxílicos, tales como el ácido adípico, el ácido cítrico, el ácido sebácico, el ácido azeláico, el ácido succínico, el ácido tartárico y el ácido trimellítico.

Adicionalmente, pueden añadirse uno o más agentes reticulantes de policarboxi, después de que haya terminado la reacción y, opcionalmente, conjuntamente con la base. Son agentes de policarboxi apropiados, por ejemplo, los homopolímeros y copolímeros de monómeros ácidos, tales como el ácido acrílico, el ácido alquilacrílico (por ejemplo, el ácido metacrílico), y el ácido maleico, y copolímeros de tales monómeros de ácidos y acrilatos. El porcentaje en peso de estos agentes reticulantes de policarboxi, es de por lo menos un 0,5%, de una forma preferible, por lo menos un 10% y hasta un 50%, de una forma preferible, hasta un 30% y, de una forma más preferible, hasta un 15%, en base a la composición ligante.

\newpage

Componente ligante (B)

El componente ligante (B), es por lo menos un hidrato de carbono, preferiblemente seleccionado de entre monosacáridos, tales como la xilosa, glucosa y fructuosa; los disacáridos, tales como la sacarosa, maltosa y lactosa; los oligosacáridos, tales el jarabe de glucosa y el jarabe de fructuosa; y los polisacáridos, de una forma preferible, los polisacáridos solubles en agua, tales como la pectina, dextrina, almidón, almidón modificado y derivados del almidón.

Son ejemplos de almidones modificados apropiados de derivados del almidón, el almidón cocido, almidón hidrolíticamente o enzimáticamente degradado, almidón oxidado, dialdehído-almidón, dicarboxi-almidón, y almidón químicamente modificado, tal como los éteres de almidón, por ejemplo, hidroxietil-almidón, hidroxipropil-almidón y almidones catiónicos; y ésteres de almidón, como por ejemplo, fosfatos de almidón y citratos de almidón.

El hidrato de carbono usualmente preferido, es el jarabe de glucosa; por ejemplo, el producto comercializado por la firma Cerestar, bajo la marca comercial C*Sweet® 01411, que tiene una composición de hidratos de carbono de un 3% de dextrosa, un 12% de maltosa, un 16% de maltotriosa, y un 69% de azúcares superiores.

Para la mayoría de aplicaciones, la composición ligante, comprende un 60%, o más, del componente ligante (A), de una forma preferible, de un 60 a un 95% en peso y, de una forma más preferible, de 60 a un 80%, en peso, de éste, y un 40%, en peso, o menos, del componente ligante (B), de una forma preferible, de un 5 a un 40%, en peso y, de una forma más preferible, de un 20 a un 40%, en peso, de éste último, en base al contenido total de sólidos de los componentes (A) y (B).

Otros componentes

La composición ligante en concordancia con la presente invención, puede comprender uno o más aditivos convencionales para ligantes.

Éstos incluyen, por ejemplo, a los acelerantes del curado, tales como, por ejemplo, las \beta-hidroxialquilamidas; las formas de ácidos libres y de sales del ácido fosfórico, del ácido fosfínico, del ácido cítrico y del ácido adípico. Pueden también utilizarse otros ácidos fuertes, como el ácido bórico, el ácido sulfúrico, el ácido nítrico y el ácido p-toluenosulfónico, bien ya sea solos, o bien ya sea en combinación con los ácidos que se acaban de mencionar anteriormente, arriba, de una forma particular, con ácido fosfórico, ácido fosfónico o ácido fosfínico. Otros aditivos apropiados para ligantes, son los agentes de acoplamiento de silano, tales como el \gamma-aminopropiltrietoxisilano; los estabilizadores térmicos; los estabilizandores UV; los agentes activos de superficie (tensioactivos); las cargas, tales como la arcilla, silicatos y sulfato magnésico; los pigmentos, tales como el dióxido de titanio; los agentes hidrofobizantes, tales como los compuestos fluorados, aceites minerales y aceites de silicona; los retardantes de la llama; los inhibidores de corrosión; la urea; y otros.

Estos aditivos y adyuvantes para ligantes, se utilizan en cantidades convencionales, generalmente, en unas cantidades correspondientes a un porcentaje que no exceda de un 20%, en peso, de los sólidos del ligante. La cantidad de acelerante de curado en la composición ligante es, de una forma general, la correspondiente a un porcentaje situado entre el 0,05 y el 5%, en peso, en base a los sólidos.

Composición ligante final

La composición ligante que comprende el componente ligante (A) y el componente ligante (B), tiene de una forma preferible, un contenido de sólidos comprendido dentro de unos márgenes que van del 60 al 75%, en peso. Esta gama de concentraciones, se emplea, de una forma frecuente, si el ligante debe transportarse.

Una composición ligante que comprende el componente ligante (A), el componente ligante (B), y aditivos para ligantes, tiene de una forma preferible un contenido de sólidos comprendido dentro de unos márgenes que van del 10 al 40%, en peso. Esta es, a menudo, la gama de concentraciones del ligante, en los recipientes contenedores de almacenaje, previamente a su uso.

En una forma lista para la aplicación, el ligante, de una forma preferible, tiene un contenido de sólidos comprendido dentro de unos márgenes que van de un 1 a un 20%, en peso.

Con objeto de lograr unas propiedades adecuadas de aplicación y, de una forma particular, unas buenas propiedades de proyección pulverizada (spray), la viscosidad de la composición del ligante, debe ajustarse. Esto se logra, por ejemplo, procediendo a controlar el tipo y la concentración de los componentes del ligante, en el sistema ligante, acuoso. La viscosidad, puede mantenerse dentro de los márgenes deseados, por ejemplo, mediante el control del peso molecular del componente ligante (A) (reducida temperatura de reacción, parado de la reacción mediante la adición de agua, y una etapa de reacción temprana, etc.), mediante la selección de un componente apropiado de hidratos de carbono (B), y ajustando apropiadamente las cantidades relativas de los componentes del ligante y del disolvente acuoso.

Producto de fibras minerales

La composición acuosa exenta de formaldehído, en concordancia con la presente invención, puede aplicarse a fibras minerales o productos de fibras minerales, mediante técnicas convencionales, tales como, por ejemplo, la proyección pulverizada (spray) mediante aire, o exenta de aire, atomización mediante disco giratorio, aplicación mediante almohadilla (muñeca), recubrimiento mediante rodillo, recubrimiento del tipo cortina, deposición mediante batidora, y por el estilo.

Las fibras minerales, pueden ser cualesquiera de las fibras vítreas de fabricación artificial (MMVF), fibras de vidrio, fibras cerámicas, fibras de basalto, lana de escoria, y lana de roca y lana de piedra, y otras. Los productos de fibras minerales son, por ejemplo, telas (tejidos) y tejidos no tejidos, fieltros, capas fibrosas, láminas, hojas, y otros artículos provistos de forma, los cuales encuentran aplicación, por ejemplo, como materiales de aislamiento térmico o de aislamiento acústico, materiales de absorción o amortiguamiento de las vibraciones, materiales de construcción, materiales de refuerzo, para aplicaciones en tejados y en suelos, como material de filtro, como medio de crecimiento en agricultura, y en otras aplicaciones.

Para la fabricación de productos convencionales de aislamiento térmico o acústicos, el ligante, se aplica normalmente en una cantidad correspondiente a unos porcentajes comprendidos dentro de unos márgenes que van del 0,1% al 15%, de una forma preferible, del 0,3 - 10% del producto enlazado de fibras minerales.

De una forma general, la composición ligante, se aplica normalmente mediante proyección pulverizada (spray), inmediatamente después de la fibrización del fundente del mineral, después de lo cual, la lana mineral recubierta, se cura en un horno de curado, en donde se hace pasar aire caliente, a través del tejido de lana mineral, para curar el ligante. De una forma típica, el horno de curado, se opera a una temperatura comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 200ºC hasta aproximadamente 400ºC. De una forma preferible, la temperatura de curado, se encuentra comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 225 hasta aproximadamente 300ºC. De una forma general, el tiempo de permanencia en el horno de curado, se encuentra comprendido dentro de unos márgenes que van desde los 30 segundos hasta los 20 minutos, en dependencia, por ejemplo, de la densidad del producto.

Aparte del curado convencional mediante calor (por ejemplo, mediante aire caliente), pueden utilizarse otros procedimientos de curado, como por ejemplo, el curado con microondas o con radiación infrarroja. En caso deseado, el tejido de fibras minerales, puede también someterse a un proceso de formación (de aportación de forma), antes del curado.

El producto aglomerado (ligado) de fibras minerales que emerge del horno de curado, en forma, por ejemplo, de una capa o lámina, puede cortarse según un formato deseado y, en caso apropiado, comprimirse, para el envasado y expedición o transporte. Éste puede también emplearse como un intermediario para la fabricación de artículos conformados y de materiales compuestos.

Si bien la composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, es particularmente de utilidad para el enlazado o unión de fibras minerales, éste puede igualmente emplearse en otras aplicaciones, típicas para ligantes y agentes de encolado, como por ejemplo, como ligante para arena de fundición, cartón de papel usado, fibras celulósicas, productos no tejidos para papel, materiales compuestos (composites), artículos moldeados, recubrimientos, etc.

Los ejemplos que se facilitan a continuación, están pensados para ilustrar adicionalmente la composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, y el uso de ésta, como ligante para productos de fibras minerales. En estos ejemplos, el contenido de sólidos, se determina en concordancia con la norma DIN 16916, Parte 2, Sección 5.13, con la modificación consistente en el hecho de que, la muestra, se calienta a una temperatura de 200ºC, durante una hora.

Ejemplo 1

Preparación del componente ligante (A1)

Se procede a cargar 82 kg de dietanolamina (DEA) en un reactor de 400 litros de capacidad, y se calientan a una temperatura de 60ºC. A continuación, se añade una primera porción de 72 kg de anhídrido tetrahidroftálico (THPA). Después de aumentar la temperatura, y mantenerla a un nivel de 130ºC, durante un transcurso de tiempo de 1 hora, se añaden 75 kg de anhídrido trimetílico (TMA) y una segunda porción de 50 kg de THPA. La mezcla de reacción, se enfría a una temperatura de 95ºC, se añade agua y, la mezcla, se agita durante un transcurso de tiempo de 1 hora. Después de haber procedido a enfriar la mezcla de reacción, a una temperatura por debajo de 30ºC, se obtiene un componente ligante (A1), que tiene un factor de relación de equivalentes de (NH + OH) / (COOH), de 0,85.

Ejemplo 2

Preparación del componente ligante (A2)

Se procede a cargar 90 kg de dietanolamina (DEA) en un reactor de 400 litros de capacidad, y se calientan a una temperatura de 60ºC. A continuación, se añade una primera porción de 79 kg de anhídrido tetrahidroftálico (THPA). Después de aumentar la temperatura, y mantenerla a un nivel de 130ºC, durante un transcurso de tiempo de 1 hora, se añaden 71 kg de anhídrido trimetílico (TMA) y una segunda porción de 33 kg de THPA. La mezcla de reacción, se enfría a una temperatura de 95ºC, se añade agua y, la mezcla, se agita durante un transcurso de tiempo de 1 hora. Después de haber procedido a enfriar la mezcla de reacción, a una temperatura por debajo de 30ºC, se obtiene un componente ligante (A2), que tiene un factor de relación de equivalentes de (NH + OH) / (COOH), de 1,0.

Ejemplo 3

Preparación del componente ligante (A3)

Se procede a cargar 91 kg de dietanolamina (DEA) en un reactor de 400 litros de capacidad, y se calientan a una temperatura de 60ºC. A continuación, se añaden 80 kg de anhídrido tetrahidroftálico (THPA). Después de aumentar la temperatura, y mantenerla a un nivel de 130ºC, durante un transcurso de tiempo de 1 hora, se añaden 100 kg de anhídrido trimetílico (TMA). La mezcla de reacción, se enfría a una temperatura de 95ºC, se añade agua y, la mezcla, se agita durante un transcurso de tiempo de 1 hora. Después de haber procedido a enfriar la mezcla de reacción, a una temperatura por debajo de 30ºC, se obtiene un componente ligante (A3), que tiene un factor de relación de equivalentes de (NH + OH) / (COOH), de 1,0.

Ejemplo 4

Preparación del componente ligante (A4)

Se procede a cargar 90 kg de dietanolamina (DEA) en un reactor de 400 litros de capacidad, y se calientan a una temperatura de 60ºC. A continuación, se añaden 75 kg de anhídrido tetrahidroftálico (THPA). Después de aumentar la temperatura, y mantenerla a un nivel de 130ºC, durante un transcurso de tiempo de 1 hora, se añaden 50 kg de anhídrido trimetílico (TMA). La mezcla de reacción, se enfría a una temperatura de 95ºC, se añade agua y, la mezcla, se agita durante un transcurso de tiempo de 1 hora. Después de haber procedido a enfriar la mezcla de reacción, a una temperatura por debajo de 30ºC, se obtiene un componente ligante (A4), que tiene un factor de relación de equivalentes de (NH + OH) / (COOH), de 1,45.

Ejemplo 5

Preparación de los ligantes n^{os} 1 a 3, en concordancia con la presente invención

Para la preparación de los ligantes n^{os} 1 a 3 en concordancia con la presente invención, cada uno de los componentes ligantes (A1) a (A3) obtenidos en los ejemplos 1 a 3 facilitados anteriormente, arriba, se mezcla con un componente ligante (B), el cual comprende jarabe de glucosa (marca comercial: Cerestar® 01411, que tiene un equivalente de dextrosa de 30) en un factor de relación, en peso, de 3 partes (A) : 1 parte (B), en base al contenido de sólidos.

El factor de relación de equivalentes (NH + OH) / (COOH) de los tres ligantes, es de un valor de 1,4 (Ligante nº 1), de 1,59 (Ligante nº 2) y de 1,57 (Ligante nº 3), respectivamente.

Para preparar los ligantes finales, a cada una de las composiciones ligantes, se le añade un agente de acoplamiento (3-aminopropiltrietoxisilano), y un acelerante del curado (2%, en base a sólidos, de ácido fosfórico), después de lo cual, la mezcla, se diluye a un 20% de sólidos, para fabricar el ligante final.

Preparación de un ligante comparativo

Se procede a preparar, de una forma similar a la descrita para los ligantes n^{os} a 1 a 3, en concordancia con la presente invención, un ligante comparativo, a partir del componente ligante (A4), solo, es decir, en el cual no se utiliza un componente ligante (B).

Ejemplo 6

Resultados de ensayos en fábrica

Los ensayos recopilados en la tabla que se facilita a continuación, representan la media de 6 muestras. La desviación standard, se proporciona entre paréntesis.

La resistencia a la deslaminación, se somete a test de ensayo, en concordancia con la norma EN 1607. El envejecimiento en autoclave, significa 15 minutos a un 100% de RH (humedad relativa), a 1 atmósfera de sobrepresión, a una temperatura de 121ºC. El envejecimiento en autoclave, significa un transcurso de tiempo de 7 días a > 95% RH y a una temperatura de 70ºC.

TABLA

1

Claims

1. Una composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, la cual comprende:

2. La composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, de la reivindicación 1, en donde, el componente ligante (A), comprende el producto de reacción de por lo menos una alcanolamina con por lo menos un anhídrido carboxílico, en un factor de relación de los equivalentes de la amina y grupos hidroxi (NH + OH), con respecto a los grupos carboxi (COOH), de por lo menos un valor de 0,4, de una forma preferible, de por lo menos un valor de 0,6.

3. La composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, de la reivindicación 1 ó 2, en donde, el factor de relación de los equivalentes de la amina y grupos hidroxi (NH + OH), con respecto a los grupos carboxi (COOH), en la composición ligante final, es de un valor de 2,0 ó menos, de una forma preferible, de un valor de 1,7 ó me-
nos.

4. La composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, la cual comprende un porcentaje del 60%, en peso, ó más, del componente ligante (A); y un porcentaje del 40%, en peso, ó inferior, del componente ligante (B), en base al contenido total de sólidos de los componentes (A) y (B).

5. La composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído de la reivindicación 4, la cual comprende un porcentaje del 60 al 95%, en peso, del componente ligante (A); y un porcentaje del 5 al 40%, en peso, del componente ligante (B), en base al contenido total de sólidos de los componentes (A) y (B).

6. La composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído de la reivindicación 5, la cual comprende un porcentaje del 60 al 80%, en peso, del componente ligante (A); y un porcentaje del 20 al 40%, en peso, del componente ligante (B), en base al contenido total de sólidos de los componentes (A) y (B).

7. La composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde, el por lo menos un anhídrido carboxílico, se selecciona entre los anhídridos cicloalifáticos y / o aromáticos.

8. La composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, de la reivindicación 7, en donde, el anhídrido carboxílico, comprende una combinación de anhídrido cicloalifático y un anhídrido aromático.

9. La composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, de la reivindicación 8, en donde, el factor de relación molar del anhídrido cicloalifático con respecto al anhídrido aromático, se encuentra comprendido dentro de unos valores que van de 0,1 a 10, de una forma preferible, dentro de unos valores que van de 0,5 a 3.

10. La composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en donde, el anhídrido cicloalifático, se selecciona de entre el grupo consistente en el anhídrido tetrahidroftálico, el anhídrido hexahidroftálico y el anhídrido metil-tetrahidroftálico.

11. La composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, de una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en donde, el anhídrido aromático, se selecciona de entre el grupo consistente en el anhídrido ftálico, el anhídrido metilftálico, el anhídrido trimellítico y el dianhídrido piromellítco.

12. La composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde, la alcanolamina, se selecciona de entre el grupo consistente en la dietanolamina, la trietanolamina, la diisopropanolamina, la triiso-propanolamina, la metil-dietanolamina, la etildietanolamina, la n-butildietanolamina, la metildiisopropanolamina, la etiliso-propanolamina, el 3-amino-1,3-propanol, el 2-amino-1,3-propanodiol, y el tris-(hidroximetil)aminometano.

13. La composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde, el por lo menos un hidrato de carbono, se selecciona de entre el grupo consistente en los monosacáridos, tales como la xilosa, glucosa y fructuosa; los disacáridos, tales como la sacarosa, maltosa y lactosa; los oligosacáridos, tales el jarabe de glucosa y el jarabe de fructuosa; y los polisacáridos, de una forma preferible, los polisacáridos solubles en agua, tales como la pectina, dextrina, almidón, almidón modificado y derivados del almidón.

14. La composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, la cual comprende adicionalmente un acelerante del curado y, opcionalmente, otros aditivos convencionales para li-
gantes.

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15. Un procedimiento para producir un producto de fibras minerales ligadas, el cual comprende las etapas de poner en contacto las fibras minerales o producto de fibras minerales, con una composición ligante, acuosa, exenta de formaldehído, tal y como se ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, y el curado de la composición ligante.

16. Un producto de fibras minerales, el cual comprende fibras minerales, que se encuentran en contracto con la composición ligante, curada, de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.