ES2298321T3 - Aglutinante para fibras inorganicas y material de fibras inorganicas acustico termoaislante. - Google Patents

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Abstract

Un aglutinante para fibras inorgánicas a usar como material termoaislante o material acústico, comprendiendo dicho aglutinante (a) un precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído y (b) un compuesto de fluorocarburo que tiene un grupo polifluoroalquilo y un grupo funcional reactivo con el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído o con fibra inorgánica.

Description

Aglutinante para fibras inorgánicas y material de fibras inorgánicas acústico termoaislante.
La presente invención se refiere a un aglutinante para fibras inorgánicas para usarse como un material termoaislante o un material acústico para viviendas, paredes aislantes del sonido, etc. Más particularmente, se refiere a un aglutinante para fibras inorgánicas que es capaz de impartir una excelente repelencia al agua durante un largo periodo de tiempo y un material de fibras inorgánicas acústico termoaislante que emplea tal aglutinante.
Hasta ahora se ha usado ampliamente un agregado de fibras inorgánicas como material termoaislante o un material acústico para viviendas, edificios, paredes aislantes de sonido, torres de refrigeración, instrumentos instalados en el exterior, etc., ya que tiene una elevada porosidad y está compartimentalizado en espacios pequeños mediante monofilamentos de dichas fibras inorgánicas de tal forma que el aire contenido en tal agregado apenas se puede mover.
Sin embargo, si el agregado de fibras inorgánicas absorbe agua tal como agua de lluvia o agua de condensación, el rendimiento de aislamiento acústico o termoaislante puede disminuir y puede producirse la germinación de hongos o la corrosión de piezas metálicas, etc., que están en contacto con el agregado de fibras inorgánicas. En consecuencia, se requiere que un agregado de fibras inorgánicas que posiblemente estará en contacto con agua, tenga una baja capacidad de absorción de agua y una gran repelencia al agua en la medida de lo posible.
Con respecto a otro requisito, por ejemplo, la patente japonesa Nº 2.863.585 describe que se pueden usar diversos organopolisiloxanos como agentes de tratamiento para mejorar la repelencia al agua de las fibras inorgánicas.
Además, el documento JP-A-5-330861 describe una composición de resina para tratamiento hidrófobo de fibras de vidrio termoaislantes que contiene un jabón metálico como un componente eficaz.
Además, el documento JP-A-10611 describe un agente que evita la dispersión que tiene un sal de amina de un ácido graso superior incorporado en un aceite mineral y/o aceite sintético, que es capaz de impartir una elevada repelencia al agua a un material moldeado a partir de lana de vidrio.
Sin embargo, con los organopolisiloxanos y el jabón metálico, es decir, los repelentes de agua que se propone usar en la técnica anterior, la repelencia al agua es inadecuada y es necesario usar grandes cantidades de tales repelentes de agua.
Sin embargo, si están contenidas grandes cantidades de los organopolisiloxanos, tiende a producirse como resultado adherencia, por lo que la eficacia de la operación de la aplicación tiende a ser mala y los costes tienden a ser elevados, siendo esto no deseado. Por otro lado, si el jabón metálico anterior está contenido en una gran cantidad, la adhesión de las fibras inorgánicas entre sí tiende a ser mala, por lo que surge el problema de que la función como aglutinante tiende a ser baja.
Además, con un aglutinante que emplea un organopolisiloxano o un jabón metálico como repelente de agua, surge el problema de que es probable que parte del repelente de agua fluya al exterior desde la superficie de las fibras inorgánicas según transcurre el tiempo, por lo que la repelencia al agua tiende a disminuir a lo largo del tiempo.
Además, el organopolisiloxano o el jabón metálico que se tiene que usar como repelente de agua es hidrófobo y, para mezclarlo de forma uniforme con un aglutinante acuoso, es necesario emulsionarlo previamente mediante, por ejemplo, un tensioactivo para obtener una dispersión acuosa. Por lo tanto, en el aglutinante coexisten un componte repelente de agua altamente hidrófobo y un tensioactivo hidrófilo, y con un organopolisiloxano o un jabón metálico que es inferior en la repelencia al agua en comparación con un compuesto de flúor, la repelencia al agua del componente repelente de agua se verá afectada de manera negativa por el tensioactivo. Por otro lado, si la cantidad del tensioactivo es demasiado pequeña, la estabilidad del repelente de agua en el aglutinante acuoso tiende a ser mala y la miscibilidad con el aglutinante acuoso también tiende a ser mala, por lo que en algunos casos es posible que no se obtenga la repelencia al agua deseada.
Además, dependiendo del sitio de aplicación del material de fibras inorgánicas acústico termoaislante, algunas veces se puede unir una película para evitar la humedad o el polvo, o un material de revestimiento tal como un material de decoración, directamente sobre la superficie del material de fibras inorgánicas acústico termoaislante por medio de un adhesivo. Sin embargo, cuando se usa un organopolisiloxano o un jabón metálico como repelente de agua, el repelente de agua probablemente exudará sobre la superficie de las fibras inorgánicas deteriorando la adhesión del adhesivo al material de fibras inorgánicas acústico termoaislante, por lo que es posible que la anterior película o similar no se una de forma apropiada, o la fuerza adhesiva disminuya con el paso del tiempo y finalmente la película se desprenda.
Además con el material de fibras inorgánicas acústico termoaislante obtenido usando el aglutinante que tiene incorporado un agente que evita la dispersión como se describe en el documento JP-A-7-10611, se puede conseguir el efecto de evitar la dispersión, pero en algunos casos es posible que no se obtenga una repelencia al agua adecuada.
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En consecuencia, es un objeto de la presente invención proporcionar un aglutinante para fibras inorgánicas que sea capaz de impartir una excelente repelencia al agua durante un periodo de tiempo prolongado y que sea excelente en estabilidad a pesar de que sea de un tipo acuoso y que no altere la adhesión con el material de revestimiento, etc., y un material de fibras inorgánicas acústico termoaislante que emplee tal aglutinante.
Para conseguir el anterior objeto, la presente invención proporciona un primer aglutinante para fibras inorgánicas que comprende un precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído y un compuesto de fluorocarburo que tiene un grupo polifluoroalquilo (denominado en este documento en lo sucesivo simplemente "compuesto de fluorocarburo" a menos que se especifique de otro modo).
De acuerdo con esta invención, el compuesto de fluorocarburo tiene una gran repelencia al agua, y puede obtenerse una repelencia al agua adecuada por tratamiento incluso con una cantidad pequeña sin que se altere la función como aglutinante, tal como la propiedad adhesiva.
En el aglutinante para fibras inorgánicas de la presente invención, el compuesto de fluorocarburo tiene un grupo funcional reactivo con el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído o con las fibras inorgánicas.
Por lo tanto, es posible que en el momento de aplicar el aglutinante a las fibras inorgánicas, seguido del termoendurecimiento, el compuesto de fluorocarburo reaccione con la fibras inorgánicas o el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído como componente principal del aglutinante, con lo que el compuesto de fluorocarburo se fijará de forma segura a la resina termoendurecible y/o a las fibras inorgánicas y la repelencia al agua de las fibras inorgánicas no disminuirá con el tiempo. Además, como el repelente al agua se fija en el aglutinante, no habrá exudación del repelente de agua sobre la superficie de las fibras inorgánicas como la que se observa en el caso en el que se usa un organopolisiloxano o un jabón metálico como repelente de agua.
En el aglutinante para fibras inorgánicas de la presente invención, se prefiere que el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído y el compuesto de fluorocarburo que tiene un grupo polifluoroalquilo estén contenidos de tal forma que, calculado como contenido de sólidos, el compuesto de fluorocarburo que tiene un grupo polifluoroalquilo esté en una cantidad de 0,1 a 10 partes en masa por 100 partes en masa del precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído.
Ajustando la proporción entre el compuesto de fluorocarburo y el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído hasta un nivel en el intervalo preferido que se ha mencionado anteriormente, es posible impartir una repelencia al agua adecuada al material de fibras inorgánicas acústico termoaislante sin que se altere la estabilidad del aglutinante. Además, se prefiere que el peso molecular o el peso molecular promedio en número del anterior compuesto de fluorocarburo sean de al menos 500. En consecuencia, en el momento del termoendurecimiento del aglutinante, no habrá posibilidad de que un compuesto de fluorocarburo con un peso molecular bajo se evapore por un brusco calentamiento, por lo que la repelencia al agua se puede desarrollar de forma eficaz incluso con la aplicación de una pequeña cantidad.
Además, la presente invención proporciona un segundo aglutinante para fibras inorgánicas que comprende un precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído y una sal de amonio y/o una sal de amina de al menos un ácido graso seleccionado entre ácidos grasos saturados C_{10-30} y ácidos grasos insaturados C_{10-30} (denominados en este documento en lo sucesivo simplemente "ácido graso" a menos que se especifique de otro modo).
De acuerdo con el segundo aspecto anterior de la presente invención, el ácido graso para desarrollar la repelencia al agua está presente en forma de una sal de amonio y una sal de amina, por lo que la hidrofobicidad tiende a ser fuerte y se obtendrá un aglutinante que tiene una buena estabilidad, por lo que no es necesario usar un tensioactivo, aunque se mezcle con un aglutinante acuoso. En este documento, el sistema acuso incluye una solución acuosa en la que el disolvente es agua y una dispersión acuosa en la que el medio dispersante es agua.
Además, en el momento del termoendurecimiento, las fibras orgánicas a las que se ha aplicado este aglutinante, el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído como componente principal del aglutinante y una parte del ácido graso experimentan una reacción de esterificación, por lo que la fijación de la resina termoendurecible, el ácido graso y la fibra inorgánica será excelente. Por otro lado, en el momento del termoendurecimiento, la mayoría de los iones amonio y/o aminas contenidas en la sal de amonio y/o la sal de amina del ácido graso se evaporarán y la proporción que queda en el aglutinante después del termoendurecimiento será baja, por lo que la repelencia al agua de la fibra inorgánica no se alterará.
En el segundo aglutinante para fibras inorgánicas de la presente invención, el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído y la sal de amonio y/o la sal de amina del ácido graso están contenidos de tal forma que, calculado como contenido de sólidos, la sal de amonio y/o la sal de amina del ácido graso estén en una cantidad de 0,1 a 10 partes en masa por 100 partes en masa del precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído.
Ajustando la proporción entre la sal de amonio y/o la sal de amina del ácido graso y el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído al anterior intervalo preferido se puede impartir una adecuada repelencia al agua al material de fibras inorgánicas acústico termoaislante sin que se altere la estabilidad del aglutinante.
Además, el segundo aglutinante comprende preferiblemente el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído y la sal de amonio del ácido graso. Si los iones amonio permanecen en el aglutinante después del termoendurecimiento, tendrán menos probabilidad de alterar la repelencia al agua del material de fibras inorgánicas acústico termoaislante en comparación con un caso en el que permanezcan las aminas, suponiendo que el ácido graso fuera el mismo en ambos casos.
Además, se prefiere que el primer o el segundo aglutinante para fibras inorgánicas contengan adicionalmente un agente de acoplamiento de silano. De este modo, es posible aumentar la adhesión del aglutinante con la fibra inorgánica para evitar de este modo el deterioro con el tiempo de la repelencia al agua.
Por otro lado, la presente invención proporciona un material de fibras inorgánicas acústico termoaislante obtenido aplicando el primer o el segundo aglutinante para fibras inorgánicas a la fibra inorgánica inmediatamente después de la formación de la fibra inorgánica, reuniendo las fibras inorgánicas hasta formar lana, seguido por el termoendurecimiento para la conformación.
De acuerdo con esta invención, es posible obtener un material de fibras inorgánicas acústico termoaislante que carezca de adherencia para la superficie de las fibras inorgánicas y sea capaz de mantener una excelente repelencia al agua durante un largo periodo de tiempo y que tenga una buena procesabilidad para adhesión con, por ejemplo, un material de revestimiento para decoración o para evitar polvo o humedad.
Ahora, la presente invención se describirá detalladamente haciendo referencia a las realizaciones preferidas.
El primer aglutinante para fibras inorgánicas de acuerdo con la presente invención comprende un precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído y un compuesto de fluorocarburo que tiene un grupo polifluoroalquilo.
Además, el segundo aglutinante para fibras inorgánicas de acuerdo con la presente invención comprende un precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído y una sal de amonio y/o una sal de amina de al menos un ácido graso seleccionado entre ácidos grasos saturados de C_{10-30} y ácidos grasos insaturados C_{10-30}.
En primer lugar se describirá el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído.
El precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído a usar en la presente invención puede ser, por ejemplo, un precursor de una resina fenólica de tipo resol, una resina de melamina, una resina de urea o una resina de furano. En tal caso, estos precursores se pueden usar solos o en combinación con una mezcla de dos o más de los mismos.
En este documento, el precursor en la presente invención significa el compuesto inicial que forma una resina de fenol de tipo resol, una resina de melamina, una resina de urea o una resina de furano mediante una reacción con calentamiento. En tal caso, no hay restricción particular con respecto a la proporción del monómero, el dímero, etc., contenido en el precursor de cada resina, o con respecto al número de adición de grupos metilol por monómero.
El precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído es un líquido altamente viscoso o un sólido, y para su aplicación a las fibras inorgánicas requiere un medio tal como agua o un disolvente orgánico. En un proceso común para producir un material de fibras inorgánicas acústico termoaislante, en muchos casos se aplica un aglutinante en una atmósfera de al menos 200ºC inmediatamente después de que un material inorgánico fundido para fibras se transforme en una fibra por un método de centrifugación. En consecuencia, si está contenido un disolvente inflamable tal como un disolvente orgánico, hay riesgo de desencadenar un incendio. Por lo tanto, el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído es preferiblemente uno disuelto o disperso en agua.
A continuación se describirá el compuesto de fluorocarburo que tiene un grupo polifluoroalquilo.
El compuesto de fluorocarburo a usar en la presente invención es un compuesto que tiene un grupo polifluoroalquilo, que incluye un compuesto con un peso molecular relativamente bajo con respecto a un oligómero, homopolímero o copolímero de un monómero que tiene un grupo polifluoroalquilo.
En este documento, el grupo polifluoroalquilo es un grupo funcional que tiene al menos dos átomos de hidrógeno en un grupo alquilo sustituido con átomos de flúor y la repelencia al agua se proporciona por este grupo funcional. El grupo polifluoroalquilo puede tener una estructura lineal o una estructura ramificada.
El número de carbonos del grupo polifluoroalquilo es preferiblemente de 4 a 20, y entre estos átomos de carbono, el número de átomos de carbono a los que se une al menos un átomo de flúor es al menos 2, preferiblemente de 4 a 18, de una forma particularmente preferida de 6 a 16. La proporción del número de átomos de flúor en el grupo polifluoroalquilo es preferiblemente tal que (número de átomos de flúor en el grupo polifluoroalquilo)/(número de todos los átomos de hidrógeno en caso de un grupo hidrocarburo que tenga el mismo número de carbonos que el grupo polifluoroalquilo) sea de al menos un 60%, de una forma particularmente preferida de al menos un 80%.
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Además, es más preferido que la parte terminal del grupo polifluoroalquilo sea un grupo perfluoroalquilo, por lo que la repelencia al agua mejorará adicionalmente, y es particularmente preferible que el grupo perfluoroalquilo tenga estructura lineal. Aquí, el grupo perfluoroalquilo es uno que tiene una estructura en la que todos los átomos de hidrógeno del grupo polifluoroalquilo están sustituidos por átomos de flúor. De este modo, es posible impartir una alta repelencia al agua al aglutinante incluso con una pequeña cantidad de incorporación.
Además, el compuesto de fluorocarburo a usar en la presente invención tiene preferiblemente un grupo funcional reactivo con el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído o un grupo funcional reactivo con fibras inorgánicas, por lo que el compuesto de fluorocarburo se unirá firmemente a la resina termoendurecible condensable con aldehído como componente principal del aglutinante o a la superficie de las fibras inorgánicas, y se puede suprimir el deterioro de la repelencia al agua con el tiempo, particularmente la expulsión del repelente de agua por el agua condensada formada de forma repetida cuando se usa el material de fibras inorgánicas acústico termoaislante en un entorno con una elevada humedad. Además, no tendrá lugar la exudación como se observa con aceite de silicona o similares después del termoendurecimiento del aglutinante, por lo que la adhesión con el material de revestimiento para decoración o para evitar polvo o humedad será excelente.
El grupo funcional reactivo con el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído puede ser, por ejemplo, un grupo hidroxilo, un grupo amino, un grupo epoxi, un grupo metilol, un grupo carboxilo o un grupo isocianato, preferiblemente un grupo hidroxilo, un grupo amino, un grupo epoxi o un grupo metilol. Entre ellos, el más preferido es un grupo epoxi o un grupo metilol, ya que es reactivo de forma eficaz en un corto periodo de tiempo con el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído.
Además, el grupo funcional reactivo con la superficie de la fibra inorgánica puede ser, por ejemplo, un grupo silanol. Por ejemplo, se prefiere un grupo funcional que incluye clorosilano, metoxisilano, etoxisilano o similares que forma un grupo silanol por hidrólisis. Como estructuras preferidas para tal compuesto de fluorocarburo que tiene un grupo polifluoroalquilo se pueden mencionar los siguientes dos tipos de estructuras.
(1) La siguiente estructura en la que están presentes en la cadena principal un grupo polifluoroalquilo y el anterior grupo funcional.
[Grupo polifluoroalquilo] - [Grupo de conexión bivalente o de valencia superior] - [Grupo funcional]
En este documento, en la anterior estructura, el grupo de conexión bivalente o de valencia superior no está limitado de forma particular. Sin embargo, como se mencionará en este documento, se prefiere un con el que el peso molecular o el peso molecular promedio en número del compuesto de fluorocarburo sea de al menos 500. Por ejemplo, se puede mencionar un grupo polietileno, un grupo poliéster, un grupo poliuretano, un grupo poliéter, o un grupo policarbonato.
(2) La siguiente estructura en la que la cadena principal de polietileno, poliéster o similar tiene cadenas laterales que tienen un grupo polifluoroalquilo y el grupo funcional anterior añadido al mismo de forma respectiva.
1
En este documento, como grupo de conexión bivalente o de valencia superior se emplea preferiblemente el mismo grupo que el grupo de conexión bivalente o de valencia superior de la estructura de (1) anterior.
En la estructura anterior (2), es más preferible un copolímero de un monómero que contiene un grupo polifluoroalquilo con un monómero copolimerizable que tiene un grupo funcional, y se prefiere particularmente que el monómero que contiene el grupo polifluoroalquilo sea un acrilato o metacrilato de un grupo polifluoroalquilo de la siguiente estructura.
CH2=CRCOO - [Grupo de conexión bivalente] - [Grupo polifluoroalquilo]
En este documento, el monómero copolimerizable que tiene un grupo funcional es preferiblemente un monómero que tiene un grupo funcional tal como un grupo hidroxilo, un grupo amino, un grupo epoxi o un grupo metilol. Por ejemplo, es más preferible un hidroxialquil acrilato, un hidroxialquil metacrilato, un glicidil acrilato, un glicidil metacrilato, una N-metilolacrilamida, una N-metilolmetacrilamida, una acrilamida, una metacrilamida, una diacetona acrilamida, una diacetona metacrilamida o una metiloldiacetona acrilamida. Además de esto, también se pueden emplear, por ejemplo, ácido acrílico o ácido metacrílico.
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En tal caso, las proporciones de copolimerización de acrilato o metacrilato del grupo polifluoroalquilo y el monómero copolimerizable que tiene un grupo funcional son preferiblemente tales que el monómero que contiene el grupo polifluoroalquilo constituya al menos un 40% en masa, de una forma particularmente preferida de 50 al 80% en masa, basándose en la masa total de los dos.
Además, el compuesto de fluorocarburo que se pretende usar en la presente invención tiene preferiblemente un peso molecular o un peso molecular promedio en número de al menos 500. En este documento, un peso molecular o un peso molecular promedio en número de al menos 500 significa que en un caso en el que el compuesto de fluorocarburo está constituido por una única molécula, el peso molecular es de al menos 500, y en un caso en el que está constituido por un oligómero o un polímero de dos o más moléculas, el peso molecular promedio en número es de al menos 500.
Si el peso molecular o el peso molecular promedio en número es menor de 500, tal compuesto de bajo peso molecular tiende a evaporarse y disiparse por un aumento de temperatura rápido en la fase de termoendurecimiento durante o después de la aplicación de un aglutinante en el proceso para producir un material de fibras inorgánicas acústico termoaislante, por lo que la repelencia al agua del material de fibras inorgánicas acústico termoaislante resultante será baja, siendo esto indeseable. Además, se requerirá un exceso de compuesto de fluorocarburo para obtener el nivel prescrito de repelencia al agua, siendo esto antieconómico e indeseable.
En el aglutinante para fibras inorgánicas de acuerdo con la presente invención, el compuesto de fluorocarburo está contenido preferiblemente en una cantidad de 0,1 a 10 partes en masa, más preferiblemente de 0,5 a 5 partes en masa, de una forma preferida más particularmente de 1 a 5 partes en masa, por 100 partes en masa del precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído. Si el contenido del compuesto de fluorocarburo es menor de 0,1 partes en masa, no se puede impartir una repelencia al agua adecuada al material de fibras inorgánicas acústico termoaislante resultante. Por otro lado, si el contenido del compuesto de fluorocarburo excede de 10 partes en masa, la repelencia al agua no mejorará en proporción al aumento del contenido, siendo esto antieconómico e indeseable.
En la presente invención se prefiere que el compuesto de fluorocarburo se disperse en agua y después se añada al precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído, con lo que se podrá mezclar de forma uniforme con el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído disperso de forma similar en agua, y la compatibilidad con el aglutinante será excelente. Además, es un sistema de dispersión acuoso, y en el proceso para producir un material de fibras inorgánicas acústico termoaislante, el aglutinante para fibras inorgánicas se puede aplicar de forma segura incluso en una atmósfera de al menos 200ºC inmediatamente después de la fusión y la conformación en fibras del material de partida inorgánico para fibras.
Como método para la dispersión en agua, se puede mencionar un método en el que se pueden añadir diversos tensioactivos, tales como polietilenglicoles, éteres de polioxietilenalquilo, polioxietilen-polioxipropilenglicoles, ésteres de ácidos grasos de sorbitán, éteres de ácidos grasos de polioxisorbitán, ésteres de ácidos grasos de polioxietileno, ésteres de ácidos grasos de etilenglicol, ésteres de ácidos grasos de glicerol, tensioactivos de tipo de éter de ácido carboxílico y tensioactivos de tipo sulfosuccinato, al compuesto de fluorocarburo, seguido de mezcla y emulsión.
Especialmente cuando el compuesto de fluorocarburo es un copolímero de un monómero que contiene un grupo polifluoroalquilo con un monómero copolimerizable que tiene un grupo funcional, la copolimerización del monómero que contiene el grupo polifluoroalquilo con el monómero copolimerizable es preferiblemente polimerización en emulsión, por lo que se puede obtener directamente un compuesto de fluorocarburo disperso en agua, y en el producto emulsionado obtenido se puede incorporar un aditivo, si el caso lo requiere, o el producto emulsionado se puede diluir con agua o similares.
En tal caso, el tensioactivo, el iniciador de la polimerización o la fuente iniciadora de polimerización que se tiene que usar para la polimerización en emulsión no están particularmente limitados. Como tensioactivo se puede usar cualquier tensioactivo de tipo aniónico, de tipo catiónico o de tipo no iónico. Como iniciador de la polimerización se pueden usar diversos iniciadores de la polimerización tales como peróxidos orgánicos, compuestos azo o persulfatos.
Sin embargo, si se usa un exceso de tensioactivo para la emulsión, el tensioactivo probablemente atraerá agua, por lo que la repelencia al agua del compuesto de fluorocarburo puede verse afectada de manera negativa. Por lo tanto, la cantidad del tensioactivo es preferiblemente de 1 a 30 partes en masa, más preferiblemente de 5 a 20 partes en masa, por 100 partes en masa del compuesto de fluorocarburo.
A continuación se describirán la sal de amonio y la sal de amina de al menos un ácidos graso seleccionado entre ácidos grasos saturados C_{10-30} y ácidos grasos insaturados C_{10-30}. Los ácidos grasos saturados C_{10-30} que se tienen que usar para obtener la sal de amonio y la sal de amina del ácido graso que se tiene que usar en la presente invención incluyen, por ejemplo, ácido decanoico, ácido undecílico, ácido láurico, ácido tridecílico, ácido mirístico, ácido pentadecílico, ácido palmítico, ácido esteárico, ácido nonadecanoico, ácido araquídico, ácido behénico, ácido lignocérico, ácido cerótico, ácido heptacosanoico, ácido montánico y ácido melísico. Los ácidos grasos insaturados C_{10-30} incluyen, por ejemplo, ácido oleico, ácido elaídico, ácido cetoleico, ácido erúcico, ácido brasídico, ácido linoleico, ácido linolénico y ácido araquidónico. Los anteriores ácidos grasos se pueden usar solos, o se pueden usar en combinación dos o más de ellos.
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Si el número de carbonos del ácido graso es menor de 10, un ácido graso saturado será líquido a temperatura ambiente y, en consecuencia, tenderá a fluir al exterior del material inorgánico acústico termoaislante, por lo que es probable que la repelencia al agua se deteriore con el tiempo, y esto puede provocar la adherencia del material inorgánico acústico termoaislante, lo que puede alterar la eficacia de la operación de, por ejemplo, la aplicación, siendo esto indeseable.
En el caso de un ácido graso insaturado que tiene menos de 10 átomos de carbono, los enlaces insaturados en el ácido graso insaturado reaccionarán entre sí y esto provocará la solidificación en el momento del termoendurecimiento del aglutinante, por lo que no habrá problema de adherencia como en el ácido graso saturado que se ha mencionado anteriormente. Sin embargo, si el número de carbonos es menor de 10, la parte de estructura lineal hidrófoba en el ácido graso insaturado se acorta y el número de grupos carboxilo por unidad de peso aumenta relativamente, por lo que la potencia de captura del ácido graso insaturado del ión amonio y/o amina tiende a ser elevada. Como resultado, incluso después de termoendurecerse el aglutinante, permanecerá en forma de sal de amonio del ácido graso y/o sal de amina de ácido graso y, por lo tanto, puede alterar la repelencia al agua del material de fibras inorgánicas acústico termoaislante, siendo esto indeseable.
Por otro lado, si el número de carbonos del ácido graso supera los 30, el grupo carboxilo del ácido graso se neutralizará con amoniaco y/o amina, e incluso en tal forma de sal, la disolución o dispersión en agua tiende a ser difícil y difícilmente se puede obtener un aglutinante de tipo acuoso estabilizado y no se puede proporcionar una adecuada repelencia al agua al material de fibras inorgánicas acústico termoaislante resultante, siendo esto indeseable.
La sal de amonio del ácido graso que se tiene que usar para el aglutinante para las fibras inorgánicas de la presente invención se puede obtener sometiendo el ácido graso y el amoniaco a una reacción de neutralización. De forma similar, la sal de amina del ácido graso se puede obtener por una reacción de neutralización del ácido graso y una amina.
El amoniaco seleccionado anteriormente puede ser, por ejemplo, amoniaco acuoso. La amina que se ha mencionado anteriormente puede ser, por ejemplo, etilamina, dietilamina, trietilamina, isopropilamina, diisopropilamina, propilamina, t-butilamina, sec-butilamina, diisobutilamina, 3-(metilamino)propilamina, 3-(dietilamino)propilamina, 3-(dibutilamino)propilamina, 3-(dimetilamino)propilamina, 3-(2-etilhexiloxi)propilamina, 3,3'-iminobis(propilamina), N-metil-3,3'- iminobis(propilamina), 2-etilhexilamina, di-2-etilhexilamina, 3-etoxipropilamina, tetrametiletilendiamina, alilamina, dialilamina, trialilamina, tri-n-octilamina, 3-metoxipropilamina, N,N'-dietiletanolamina,
N,N'-dimetiletanolamina, N,N'-dibutiletanolamina, N-(2-aminoetil)etanolamina, N-metildietanolamina, N-metiletanolamina, morfolina, N-metilmorfolina o N-etilmorfolina.
Entre ellos, es más preferible emplear una sal de amonio de un ácido graso que no altere la repelencia al agua del material de fibras inorgánicas acústico termoaislante, incluso si permanece en el aglutinante después del termoendurecimiento en el momento de obtener el material de fibras inorgánicas acústico termoaislante por termoendurecimiento del aglutinante para fibras inorgánicas.
La solución acuosa o la dispersión acuosa de la sal de amonio del ácido graso que se usa para el segundo aglutinante para fibras orgánicas de la presente invención se puede obtener calentado el ácido graso hasta una temperatura de al menos el punto de fusión, añadiendo de forma gradual amoniaco acuoso al mismo sin agitación, seguido de su disolución o dispersión en agua. De un modo similar, la sal de amina del ácido graso se puede obtener usando una solución acuosa de una amina. De otro modo, se puede añadir en primer lugar una cantidad predeterminada de amoniaco acuoso y/o una amina a un aglutinante acuoso que contiene el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído, y posteriormente se puede añadir el anterior ácido graso.
En tal caso, el amoniaco acuoso y/o la amina se añaden preferiblemente en una cantidad de 0,7 a 1,2 equivalentes por equivalente de los grupos carboxilo del ácido graso. Además, no es necesario que todos los grupos carboxilo del ácido graso reaccionen con el amoniaco acuoso y/o con la amina. En este documento, cuando la temperatura de la reacción alcanza al menos 100ºC en el momento de calentar el ácido graso, probablemente se evaporarán el amoniaco acuoso y/o la amina que deben neutralizar el ácido graso. En consecuencia, se disuelven o dispersan preferiblemente en agua en un estado presurizado.
En el segundo aglutinante para fibras inorgánicas de la presente invención, la sal de amonio y/o la sal de amina del ácido graso están contenidas preferiblemente en una cantidad de 0,1 a 10 partes en masa, más preferiblemente de 1 a 5 partes en masa, de una forma particularmente preferida de 2 a 4 partes en masa, por 100 partes en masa del precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído.
Si el contenido de la sal de amonio y/o la sal de amina del ácido graso es menor de 0,1 partes en masa, no se puede impartir una adecuada repelencia al agua al material de fibras inorgánicas acústico termoaislante resultante. Además, incluso si el contenido de la sal de amonio y/o la sal de amina del ácido graso supera 10 partes en masa, la repelencia al agua no mejorará en proporción al aumento del contenido, siendo esto antieconómico e indeseable.
Además, en el primer o segundo aglutinante para fibras inorgánicas de la presente invención, se prefiere incorporar adicionalmente un agente de acoplamiento de silano para aumentar la adhesión del aglutinante a las fibras inorgánicas.
El número o el tipo de grupos funcionales, la estructura, etc., del agente de acoplamiento de silano que se tiene que usar en la presente invención no están particularmente limitados. Sin embargo, se prefiere emplear un agente de acoplamiento de aminosilano o un agente de acoplamiento de epoxi silano, ya que tiene buena reactividad o compatibilidad con el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído como componente principal del aglutinante. El agente de acoplamiento de aminosilano puede ser, por ejemplo, \gamma-(2-aminoetil)aminopropiltrimetoxisilano o \gamma-(2-aminoetil)aminopropilmetiltrimetoxisilano y el agente de acoplamiento de epoxisilano puede ser, por ejemplo, \gamma-glicidoxipropil trimetoxisilano o \gamma-glicidoxipropilmetil dimetoxisilano.
La cantidad del agente de acoplamiento de silano que se tiene que incorporar está preferiblemente dentro de un intervalo de 0,01 a 0,5 partes en masa por 100 parte en masa del precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído. Si la cantidad del agente de acoplamiento de silano es menor de 0,01 partes en masa, el efecto del aumento de la fuerza adhesiva de las fibras inorgánicas y el aglutinante tiende a ser malo, y cuando el material acústico termoaislante resultante se expone a un entorno a una elevada temperatura de, por ejemplo, al menos 60ºC o en una condición de alta humedad y alta temperatura, la repelencia al agua puede disminuir con el tiempo en algunos casos, siendo esto indeseable. Además, aunque la cantidad del agente de acoplamiento de silano supere las 0,5 partes en masa, la adhesión entre las fibras inorgánicas y el aglutinante no mejorará y tampoco mejorará el efecto de prevenir el deterioro con el tiempo de la repelencia al agua, en correspondencia con la mayor cantidad, siendo esto antieconómico e indeseable.
Al aglutinante para fibras inorgánicas de la presente invención se le puede añadir un agente a prueba de polvo, un acelerador del curado, un pirorretardante, un colorante, etc., si el caso lo requiere. El acelerador del curado puede ser, por ejemplo, sulfato sódico, sulfato amónico, ácido dodecil bencenosulfónico o ácido p-toluenosulfónico. El agente a prueba de polvo que contiene un aceite mineral o un aceite sintético como componente principal se usa principalmente para evitar la dispersión de las fibras inorgánicas.
El primer o segundo aglutinante anterior para fibras inorgánicas se diluye preferiblemente con un disolvente que contiene agua como componente principal, de forma que la cantidad del contenido de sólidos será del 5 al 30% en masa. En este momento, se realiza la mezcla mediante un tanque equipado con un agitador tal como un disolvedor, por lo que se puede obtener el aglutinante para fibras inorgánicas de la presente invención.
A continuación se describirá el material de fibras inorgánicas acústico termoaislante de la presente invención que se obtiene usando el primer o el segundo aglutinantes para fibras inorgánicas que se ha descrito anteriormente.
Para la producción del material de fibras inorgánicas acústico termoaislante de la presente invención, en primer lugar se conforma un material de partida inorgánico fundido en una fibra por medio de un aparato formador de fibras, e inmediatamente después, se aplica a la fibra inorgánica el aglutinante que se ha mencionado anteriormente para fibras inorgánicas. Después, la fibra inorgánica que tiene aplicada el aglutinante para fibras inorgánicas se reúne hasta formar lana en una cinta transportadora, para formar un intermedio voluminoso para el material de fibras inorgánicas acústico termoaislante, que se envía a, por ejemplo, a un par de cintas transportadores superior e inferior separadas para proporcionar un grosor deseado, seguido de calentamiento a presión para curar el aglutinante para fibras inorgánicas para formar un material de fibras inorgánicas acústico termoaislante. Después se puede recubrir, por ejemplo, con un material de revestimiento si el caso lo requiere y el material de fibras inorgánicas acústico termoaislante obtenido de corta para
obtener la anchura y longitud deseadas para obtener un producto. A continuación se describirán las etapas respectivas.
En primer lugar, la fibra inorgánica que se tiene que usar en la presente invención no está particularmente limitada y se pueden emplear lana de vidrio, lana de roca o similares, que se usan comúnmente para el material acústico termoaislante. Como método para conformar el material de partida inorgánico en una fibra se pueden usar diversos métodos tales como un proceso superfino, un proceso de soplado con vapor y un método con centrifugación (o un método rotatorio). Especialmente cuando la fibra inorgánica es lana de vidrio, se prefiere emplear un método de centrifugación. Adicionalmente, la densidad de la fibra inorgánica acústica termoaislante deseada puede ser una densidad que se use comúnmente en un material termoaislante o un material acústico, y está preferiblemente dentro de un intervalo de 5 a 300 kg/m^{3}.
Después, para aplicar el aglutinante a la fibra inorgánica, el aglutinante se puede aplicar como un recubrimiento o pulverizar mediante, por ejemplo, un aparato pulverizador. La cantidad del aglutinante para fibras inorgánicas que se tiene que aplicar se puede ajustar por el mismo método que para el aglutinante convencional que no contiene el repelente de agua. La cantidad del aglutinante que se tiene que aplicar está preferiblemente dentro de un intervalo del 0,5 al 15% en masa, más preferiblemente dentro de un intervalo del 0,5 a 9% en masa, como la cantidad del contenido de sólidos, basado en la masa del material de fibras inorgánicas acústico termoaislante que tiene aplicado el aglutinante, aunque puede variar dependiendo de la densidad o la aplicación del material de fibras inorgánicas acústico termoaislante.
El momento para aplicar el aglutinante al material de fibras inorgánicas acústico termoaislante puede ser cualquier momento después de la formación de la fibra. Sin embargo, para aplicar de forma eficaz el aglutinante, se prefiere aplicarlo inmediatamente después de la formación de la fibra. Además, el compuesto de fluorocarburo se puede aplicar como un aglutinante habiéndolo mezclado con el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído, pero el compuesto de fluorocarburo se puede aplicar de forma separada antes o después de aplicar el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído.
Aplicando de este modo el primer o segundo aglutinante para fibras inorgánicas de la presente invención a las fibras inorgánicas, es posible impartir una adecuada repelencia al agua al material de fibras inorgánicas acústico termoaislante. La fibra inorgánica que tiene aplicado el aglutinante por la anterior etapa se reunirá hasta formar lana en un transportador perforado para formar un intermedio voluminoso de fibras inorgánicas. En esta invención, en el momento de reunir la fibra en lana en el transportador, es más preferible realizar la succión por un aparato de succión desde el lado del transportador opuesto al lado en el que la fibra inorgánica se reúne hasta formar lana. Después de esto, el anterior intermedio de fibras inorgánicas que se transporta de forma continua sobre el transportador se envía hasta un par de cintas transportadoras superior e inferior separadas para proporcionar un grosor deseado, y al mismo tiempo, el precursor de resina termoendurecible que se ha mencionado anteriormente contenido en el aglutinante se cura por aire caliente para transformar el material de fibras inorgánicas acústico termoaislante en una malla que después se corta para tener la anchura y longitud deseadas.
La temperatura para curar el precursor de resina termoendurecible que se ha mencionado anteriormente contenido en el aglutinante no está particularmente limitada, pero puede ser la misma que cuando se aplica un aglutinante convencional que no contiene el repelente de agua y puede ser de 200 a 350ºC. Además, el tiempo de calentamiento se selecciona de forma adecuada dentro de un intervalo de 30 segundos a 10 minutos dependiendo del grosor y de la densidad del material de fibras inorgánicas acústico termoaislante.
El material de fibras inorgánicas acústico termoaislante de la presente invención puede ser tal cual o se puede recubrir con un material de revestimiento. Como material de revestimiento se puede emplear papel, una película de resina sintética, una película de papel metalizado, una tela no tejida, una tela tejida o una combinación de los mismos. Además, para el material de revestimiento se prefiere emplear un material que tiene repelencia al agua con baja capacidad de absorción de agua.
El material de fibras inorgánicas acústico termoaislante de la presente invención obtenido de este modo, no exuda o expulsa al exterior el repelente de agua, por lo que la procesabilidad para la adhesión con el material de revestimiento es excelente.
Además, incluso cuando se expone a agua de lluvia o a gotas de rocío, el agua no permanecerá en el material acústico termoaislante que se ha mencionado anteriormente, por lo que el rendimiento acústico o termoaislante no se deteriorará durante un largo periodo de tiempo y se puede resolver el problema de la descomposición de la madera o la corrosión de piezas metálicas con las que está en contacto, o la germinación de hongos.
Además, en la producción, procesamiento o aplicación del material de fibras inorgánicas acústico termoaislante, el compuesto de fluorocarburo o el ácido graso en el aglutinante cubre monofilamentos individuales de la fibra inorgánica para hacer que sean difícilmente rompibles o para fijarlos de tal forma que las fibras rotas no se caigan, por lo que se puede eliminar la dispersión de la fibra inorgánica. Además, el compuesto de fluorocarburo o el resto hidrófobo del ácido graso que está presente en la cara de contacto entre el material inorgánico acústico termoaislante y el transportador mejorará la propiedad de liberación del material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del transportador, por lo que se pueden disminuir los posibles problemas durante la producción.
A continuación se describirá la presente invención con más detalle haciendo referencia a los Ejemplos. En la siguiente descripción, las "partes" y "%" están basados en masa a menos que se especifique de otro modo.
Preparación de una emulsión de un compuesto de fluorocarburo
Preparación 1
A 100 partes de un compuesto de fluorocarburo representado por la siguiente fórmula química (I) y que tiene un peso molecular de 656, se añadieron 50 partes de metil isobutil cetona (MIBK) y se disolvieron a 70ºC para obtener una solución. Después se añadieron 8 partes de monoestearato de polietilenglicol (HLB11.9) y 2 partes de ácido graso de aceite de coco-sorbitán (HLB4.7) seguido por calentamiento hasta 90ºC. Después, la mezcla se emulsionó con un homogeneizador de alta presión. Esta emulsión se despresurizó a 50ºC para retirar la MIBK contenida, para obtener de este modo una emulsión que tiene un contenido de sólidos del 30% (contenido del compuesto de fluorocarburo: 27,3%)
(I)CF_{3}(CF_{2})_{9}SO_{2}N(CH_{3})CH_{2}CH_{2}OH
Preparación 2
Un compuesto de fluorocarburo representado por la siguiente fórmula química (II) y que tiene un peso molecular de 398 se emulsionó del mismo modo que en la Preparación 1 para obtener una emulsión que tenía un contenido de sólidos del 30% (contenido del compuesto de fluorocarburo: 27,3%)
(II)CF_{3}(CF_{2})_{4}CH_{2}CH_{2}OH
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Preparación 3
En un matraz de reacción equipado con un agitador, se añadieron 120 partes de un acrilato de perfluoroalquiletilo representado por la siguiente fórmula química (III), 4 partes de N-metilolacrilamida, 10 partes de polioxietileno lauril éter (HLB12.4), 2 partes de cloruro de dipalmitildimetilamonio, 120 partes de acetona, 350 partes de agua y 1 parte de clorhidrato de azobisisobutilamidina, y se realizó la sustitución con nitrógeno durante aproximadamente 15 minutos con agitación. Después la temperatura se elevó hasta 60ºC para iniciar la polimerización. Después de la agitación a la temperatura de 60ºC durante 12 horas, la mezcla se enfrió hasta obtener una emulsión que tenía un contenido de sólidos del 31% (contenido del compuesto de fluorocarburo: 28,3%)
(III)CH_{2}=CHCOOCH_{2}CH_{2}(CF_{2})_{N}CF_{3}
(una mezcla de compuestos en la que n es 5, 7, 9, 11 y 13 y la media de n es 8).
Preparación 4
En un matraz de reacción equipado con un agitador y un tanque para dejar gotear un monómero, se añadieron 10 partes de polioxietileno lauril éter (HLB12.4), 2 partes de cloruro de esteariltrimetilamonio y 330 partes de agua y la temperatura se aumentó hasta 70ºC con agitación. Por otro lado, se mezclaron 120 partes del acrilato de perfluoroalquiletilo de la fórmula química (III) como se usó en la Preparación 3, 10 partes de metacrilato de 2-hidroxietilo y 1 parte de clorhidrato de azobisisobutilamidina y después se pusieron en el tanque para dejar gotear un monómero. El monómero se dejó gotear en el matraz de reacción mientras que se controlaba la velocidad de goteo de forma que el goteo de toda la cantidad de monómero se completó en 3 horas. Después de transcurrir 1 hora desde la finalización del goteo, se añadió una mezcla que comprendía 0,1 partes de clorhidrato de azobisisobutilamidina y 1 parte de agua al producto de reacción en el matraz de reacción. En ese momento se continuó la agitación mientras se mantenía la temperatura del producto de reacción a 70ºC. Después de 2 horas se repitió la misma operación adicionalmente y se continuó la agitación mientras se mantenía la temperatura. Después de 3 horas, la mezcla se enfrió para obtener una emulsión que tenía un contenido de sólidos del 30% (contenido del compuesto de fluorocarburo: 27,4%).
Preparación de una dispersión acuosa de estearato de cinc
Preparación 5
Se calentaron 60 partes de estearato de cinc hasta 130ºC, es decir, por encima del punto de fusión y se fundieron, y después se añadieron 5 partes de polioxietileno polioxipropileno con agitación. Después de la finalización de la mezcla, se añadieron 200 partes de agua gota a gota con agitación para obtener una dispersión acuosa que tenía un contenido de sólidos del 24,5% (contenido de estearato de cinc: 22,6%)
Preparación de una dispersión acuosa de dimetilpolisiloxano
Preparación 6
A 60 partes de dimetilpolisiloxano que tenía un peso molecular de aproximadamente 5000, se añadieron 15 partes de polioxietileno polioxipropileno. Se añadieron 200 partes de agua gota a gota con agitación para obtener una dispersión acuosa que tenía un contenido de sólidos del 27,3% (contenido de dimetilpolisiloxano: 21,8%)
Preparación de una sal de amonio de un ácido graso o una sal de amina de un ácido graso
Preparación 7
A 100 partes de agua se añadieron 60 partes de ácido esteárico y el ácido esteárico se fundió completamente por calentamiento hasta 72ºC, es decir, el punto de fusión del ácido esteárico, con agitación. En este estado, el ácido esteárico está presente como gotitas de aceite en agua. Después se añadió gota a gota una mezcla que comprendía 73,9 partes de amonio acuoso al 10% y 100 partes de agua a la mezcla de ácido esteárico fundido/agua que se ha mencionado anteriormente, con agitación, para obtener una dispersión acuosa de estearato de amonio que tenía un contenido de sólidos del 20%.
Preparación 8
Mientras se agitaban 60 partes de ácido láurico fundido por calentamiento 45ºC, se añadió gota a gota una mezcla que comprendía 115,5 partes de amoniaco acuoso al 10% y 150 partes de agua, para obtener una dispersión acuosa de laurato de amonio que tenía un contenido de sólidos del 22%.
Preparación 9
Mientras se agitaban 60 partes de ácido láurico a temperatura ambiente, se añadió gota a gota una mezcla que comprendía 74,5 partes de amoniaco acuoso al 10% y 200 partes de agua, para obtener una solución acuosa de oleato de amonio que tenía un contenido de sólidos del 20,2%
Preparación 10
Se calentaron 60 partes de ácido montánico hasta 90ºC, es decir, por encima del punto de fusión y se fundieron. Mientras se agitaba el ácido montánico fundido, se añadieron 12,2 partes de N,N'-dimetiletanolamina. Después de la finalización de la mezcla, se añadieron gota a gota 200 partes de agua con agitación para obtener una dispersión acuosa de una sal de amina de ácido montánico que tenía un contenido de sólidos del 26,5%.
Preparación de una dispersión acuosa de un ácido graso
Preparación 11
Se calentaron 60 partes de ácido esteárico hasta 72ºC, es decir por encima del punto de fusión y se fundieron y, con agitación, se añadieron 3 partes de polímero de bloque de polioxietileno polioxipropileno. Después de finalizar la mezcla, se añadieron gota a gota 200 partes de agua con agitación para obtener una dispersión acuosa de ácido esteárico que tenía un contenido de sólidos del 24%.
Ejemplo 1
Con 100 partes, calculadas como contenido de sólidos, de un precursor de resina de fenol de tipo resol disperso en agua y que comprendía como mucho un 10% de un monómero, al menos un 80% de un dímero y como mucho un 1% de fenol libre, se mezclaron 3 partes, calculadas como el contenido del compuesto de fluorocarburo, de la emulsión obtenida en la Preparación 1, 0,2 partes de \gamma-(2-aminoetil)aminopropiltrimetoxisilano y 450 partes de agua, en un tanque equipado con un agitador y, con agitación adecuada, se añadió agua de tal forma que el contenido de sólidos fuera del 15% para obtener un aglutinante para fibras inorgánicas.
El anterior aglutinante se aplicó como un recubrimiento a una fibra de vidrio formada por un método de centrifugación con un pulverizador de forma que se aplicara en una cantidad preestablecida y después la fibra se reunió hasta formar lana en un transportado perforado con succión, con un aparato de succión, para formar un intermedio para un material de fibras inorgánicas acústico termoaislante.
El intermedio se calentó durante 3 minutos en aire caliente a 280ºC para curar el aglutinante para obtener de este modo una lana de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo 1, que tenía una densidad de 32 kg/m^{3}, un grosor de 50 mm y una cantidad del aglutinante aplicado del 6,0%.
Ejemplo 2 a 4
Se emplearon lanas de vidrio como materiales inorgánicos acústicos termoaislantes de los Ejemplos 2 a 4, respectivamente, obtenidos por el mismo método de preparación de aglutinante y método de producción que en el Ejemplo 1,
excepto porque se emplearon las emulsiones de los compuestos de fluorocarburo obtenidos en las Preparaciones 2 a 4.
Ejemplo 5
Se mezclaron 50 partes del precursor de resina de fenol de tipo resol del tipo de dispersión acuosa que se usó en el Ejemplo 1, 40 partes de un precursor de resina de urea soluble en agua, 10 partes de un precursor de resina de melamina modificada con metilol soluble en agua, 0,2 partes, calculadas como el contenido del compuesto de fluorocarburo, de la emulsión obtenida en la Preparación 4, 0,1 partes de \gamma-(2-aminoetil)aminopropiltrimetoxisilano y 450 partes de agua en un tanque abierto equipado con un disolvedor y, con suficiente agitación, se añadió agua de forma que el contenido de sólidos fuera del 15% para obtener un aglutinante para fibras inorgánicas.
Después se obtuvo una lana de vidrio como fibra inorgánica acústica termoaislante del Ejemplo 5 en el mismo método de producción que en el Ejemplo 1, excepto porque se empleó este aglutinante para fibras inorgánicas.
Ejemplo 6
Se mezclaron 100 partes, calculadas como el contenido de sólidos, del precursor de resina de fenol de tipo resol de un tipo de dispersión acuosa como se usa en el Ejemplo 1, 9,5 partes, calculadas como contenido del compuesto de fluorocarburo, de la emulsión obtenida en la Preparación 3, 0,1 partes de \gamma-glicidoxipropiltrimetoxisilano y 450 partes de agua, en un tanque abierto equipado con un disolvedor y, con suficiente agitación, se añadió agua de forma que el contenido de sólidos fuera del 15%, para obtener un aglutinante para fibras inorgánicas.
Después se obtuvo una lana de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo 6 mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 1, excepto porque se empleo este aglutinante para fibras inorgánicas.
Ejemplo 7
Se obtuvo una lana de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo 7 por el mismo método de preparación y método de producción que en el ejemplo 6, excepto porque se cambió la emulsión obtenida en el Ejemplo 3 a 12,5 partes calculadas como el contenido del compuesto de fluorocarburo.
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Ejemplo 8
Se obtuvo una lana de vidrio como un material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo 8, en condiciones de una densidad de 16 kg/m^{3}, un grosor de 1000 mm y una cantidad del aglutinante aplicado del 4,0% mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 1, empleando el aglutinante para fibras inorgánicas del Ejemplo 1.
Ejemplo 9
Se obtuvo una lana de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo 9 en condiciones de una densidad de 16 kg/m^{3}, un grosor de 100 mm y una cantidad de aglutinante del 4,0% mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 1, empleando el aglutinante para fibras inorgánicas del Ejemplo 6.
Ejemplo comparativo 1
Se mezclaron 100 partes, calculadas como contenido de sólidos, del precursor de resina de fenol de tipo resol de un tipo de dispersión acuosa como se usó en el Ejemplo 1, 0,1 partes de \gamma-(2-aminoetil)aminopropiltrimetoxisilano y 450 partes de agua, en un tanque abierto equipado con un disolvedor y, con suficiente agitación, se añadió agua de forma que el contenido de sólidos fuera del 15%, para obtener un aglutinante que no contenía repelente de agua.
Además, se obtuvo una lana de vidrio como un material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo Comparativo 1 mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 1, excepto porque se empleó este aglutinante.
Ejemplo comparativo 2
Se mezclaron 100 partes, calculadas como contenido de sólidos, del precursor de resina de fenol de tipo resol de un tipo de dispersión acuosa como el que se usó en el Ejemplo 1, 5 partes, calculadas como el contenido de estearato de cinc, de la dispersión acuosa obtenida en la Preparación 5 y 450 partes de agua, en un tanque abierto equipado con un disolvedor y, con suficiente agitación, se añadió agua de forma que el contenido de sólidos fuera del 15% para obtener un aglutinante.
Además, se obtuvo una lana de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo Comparativo 2 mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 1, excepto porque se empleó este aglutinante.
Ejemplo comparativo 3
Se mezclaron 100 partes, calculadas como contenido de sólidos, del precursor de resina fenol de tipo resol de un tipo de dispersión acusa como la usada en el Ejemplo 1, 5 partes, calculadas como el contenido de dimetilpolisiloxano, de la dispersión acuosa obtenida en la Preparación 6 y 450 partes de agua en un tanque abierto equipado con un disolvedor y, con suficiente agitación, se añadió agua de forma que el contenido de sólidos fuera del 15%, para obtener un aglutinante.
Además, se obtuvo una lana de vidrio como el material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo Comparativo 3 mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 1, excepto porque se empleó este aglutinante.
Ejemplo 10
Se mezclaron 100 partes, calculadas como contenido de sólidos, del precursor de resina de fenol de tipo resol de un tipo de dispersión acuosa como se usa en el Ejemplo 1, 3 partes, calculadas como el contenido de sólidos de estearato de amonio, de la dispersión acuosa obtenida en la preparación 7 y 450 partes de agua en un tanque abierto equipado con un disolvedor, y con suficiente agitación se añadió agua de forma que el contenido de sólidos fuera del 15% para obtener un aglutinante para fibras inorgánicas.
Se obtuvo una lana de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo 10 mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 1, excepto porque se empleo el anterior aglutinante, y la densidad fue de 35 kg/m^{3} y la cantidad del aglutinante aplicado fue del 8,0%.
Ejemplo 11 a 13
Se obtuvieron lanas de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante de los Ejemplos 11 a 13, respectivamente, por el mismo método de preparación de aglutinante y método de producción que en el Ejemplo 10, excepto porque se empleó la dispersión acuosa o la solución acuosa de la sal del ácido graso obtenida en las Preparaciones 8 a 10.
Ejemplo 14
Se mezclaron 50 partes, calculadas como contenido de sólidos, de un precursor de resina de furano, 50 partes, calculadas como contenido de sólidos, de un precursor de resina de urea, 0,1 partes, calculadas como contenido de sólidos, de la dispersión acuosa de la sal de amina de ácido montánico obtenida en la Preparación 10, 0,1 partes de
\gamma-(2-aminoetil)aminopropiltrimetoxisilano y 450 partes de agua, en un tanque abierto equipado con un disolvedor y, con suficiente agitación, se añadió agua de forma que el contenido de sólidos fuera del 15%, para obtener un aglutinante para fibras inorgánicas.
Después se obtuvo una lana de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo 14, mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 10 excepto porque se empleó el aglutinante para fibras inorgánicas que se ha mencionado anteriormente, y el aglutinante se curó en aire caliente de 300ºC.
Ejemplo 15
Se mezclaron 100 partes, calculadas como contenido de sólidos, del precursor de resina de fenol de tipo resol de un tipo de dispersión acuosa como la usada en el Ejemplo 1, 9,0 partes, calculadas como contenido de sólidos, de la dispersión acuosa de estearato de amonio obtenida en la Preparación 7, 0,1 partes de \gamma-glicidoxipropiltrimetoxisilano, y 450 partes de agua, en un tanque abierto equipado con un disolvedor y, con suficiente agitación, se añadió agua de forma que el contenido de sólidos fuera del 15%, para obtener un aglutinante para fibras inorgánicas.
Después se obtuvo una lana de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo 15, mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 10 excepto porque se empleó el aglutinante para fibras inorgánicas que se ha mencionado anteriormente.
Ejemplo 16
Se obtuvo una lana de vidrio como material de fibra acústico termoaislante del Ejemplo 16 mediante el mismo método de preparación y producción que en el Ejemplo 15, excepto porque la dispersión acuosa del estearato de amonio se cambió a 12,0 partes calculadas como el contenido de sólidos.
Ejemplo 17
Se obtuvo una lana de vidrio como material de fibra acústico termoaislante del Ejemplo 17 en condiciones de una densidad de 16 kg/m^{3}, un grosor de 100 mm y una cantidad del aglutinante aplicado del 4,0% mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 10, empleando el aglutinante para fibras inorgánicas del Ejemplo 15.
Ejemplo 18
Se obtuvo una lana de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo 18 en condiciones de una densidad de 16 kg/m^{3}, un grosor de 100 mm y una cantidad del aglutinante aplicado del 4,0% mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 10, empleando el aglutinante para fibras inorgánicas del Ejemplo 16.
Ejemplo comparativo 4
Se mezclaron 100 partes, calculadas como contenido de sólidos, del precursor de resina de fenol de tipo resol de un tipo de dispersión acuosa como la usada en el Ejemplo 1, 0,1 partes de \gamma-glicidoxipropiltrimetoxisilano y 450 partes de agua en un tanque abierto equipado con un disolvedor y, con suficiente agitación, se añadió agua de forma que el contenido de sólidos fuera del 15% para obtener un aglutinante que no contenía repelente de agua.
Además, se obtuvo una lana de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo Comparativo 4 mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 10 excepto porque se empleó este aglutinante.
Ejemplo comparativo 5
Se mezclaron 100 partes, calculadas como contenido de sólidos, del precursor de resina de fenol de tipo resol de un tipo de dispersión acuosa como la usada en el Ejemplo 1, 5 partes, calculadas como contenido de sólidos, de la dispersión acuosa de ácido esteárico obtenida en la Preparación 11 y 450 partes de agua en un tanque abierto equipado con un disolvedor y, con suficiente agitación, se añadió agua de forma que el contenido de sólidos fuera del 15% para obtener un aglutinante.
Además, se obtuvo una lana de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo Comparativo 5 mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 10 empleando este aglutinante.
\newpage
Ejemplo comparativo 6
Se mezclaron 50 partes calculadas como contenido de sólidos de un precursor de resina de furano, 50 partes calculadas como contenido de sólidos de un precursor de resina de urea, 3 partes de éster de polioxietilenglicol de ácido esteárico, 0,1 partes de \gamma-(2-aminoetil)aminopropiltrimetoxisilano y 450 partes de agua en un tanque abierto equipado con un disolvedor y, con suficiente agitación, se añadió agua de forma que el contenido de sólidos fuera del 15% para obtener un aglutinante.
Además, se obtuvo una lana de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo Comparativo 6 mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 10 excepto porque se empleó este aglutinante y se realizó el curado en un aire caliente de 300ºC.
Ejemplo comparativo 7
Se mezclaron 100 partes, calculadas como contenido de sólidos, del precursor de resina de fenol de tipo resol de un tipo de dispersión acuosa como se usa en el Ejemplo 1, 5 partes, calculadas como contenido de sólidos de una solución acuosa de poliacrilato de amonio que tenía un peso molecular de aproximadamente 10.000 y 450 partes de agua en un tanque abierto equipado con un disolvedor y, con suficiente agitación, se añadió agua de forma que el contenido de sólidos fuera del 15% para obtener un aglutinante.
Además, se obtuvo una lana de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo Comparativo 7 mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 10 empleando este aglutinante.
Ejemplo comparativo 8
Se mezclaron 100 partes, calculadas como contenido de sólidos, del precursor de resina de fenol de tipo resol de un tipo de dispersión acuosa como la usada en el Ejemplo 1, 5 partes, calculadas como contenido de sólidos, de la dispersión acuosa de estearato de cinc obtenida en la Preparación 5, 0,1 partes de \gamma-(2-aminoetil)aminopropiltrimetoxisilano y 450 partes de agua en un tanque abierto equipado con un disolvedor y, con suficiente agitación, se añadió agua de forma que el contenido de sólidos fuera del 15% para obtener un aglutinante.
Además, se obtuvo una lana de vidrio como material de fibras inorgánicas acústico termoaislante del Ejemplo Comparativo 8 mediante el mismo método de producción que en el Ejemplo 10 empleando este aglutinante.
Todos los aglutinantes usados en los Ejemplos 1 a 18 y en los Ejemplos Comparativos 1 a 8 fueron excelentes en la estabilidad. Además, la emulsión del compuesto de fluorocarburo, o la dispersión acuosa o la solución acuosa de la sal de amonio o la sal de amina del ácido graso usada en el Ejemplo, pudo mezclarse de manera uniforme con un aglutinante acuoso y fue excelente en la compatibilidad con otros componentes aglutinantes.
Ejemplos de ensayo Evaluación de repelencia al agua
A partir de cada una de las lanas de vidrio obtenidas en los Ejemplos 1 a 18 y los Ejemplos Comparativos 1 a 8, se recortó una muestra de ensayo de 50x100x100 mm. Se midieron el peso y el tamaño de la muestra y después se sumergió la muestra en agua a una posición de 50 mm alejada de la superficie a una temperatura del agua de 25ºC. Después de que transcurrieran 24 horas desde el inicio de la inmersión, se sacó la muestra del ensayo y se dejó sobre una red metálica a temperatura ambiente de 25ºC durante 10 minutos, después de lo cual se pesó la muestra de ensayo.
El aumento de peso después de la inmersión se representó mediante un porcentaje basado en el volumen antes de la inmersión, que se tomó como la capacidad de absorción de agua en volumen. Además, la anterior muestra de ensayo, de la que se calculó la capacidad de absorción de agua en volumen, se dejó durante 6 horas sobre una red metálica, después de lo cual se pesó la muestra del ensayo, por lo que el contenido en masa de agua se representó mediante el porcentaje basado en el volumen antes de la inmersión, que se tomó como el contenido de agua en volumen.
Evaluación de la propiedad adhesiva
A cada una de las lanas de vidrio obtenidas en los Ejemplos 1 a 9 y los Ejemplos Comparativos 1 a 3 se aplicó como un recubrimiento de manera uniforme un adhesivo de fundición en caliente de tipo olefina en una proporción de 40 g/m^{2}, y después se recortó una muestra de ensayo que tenía una anchura de 100 mm y una longitud de 300 mm, a partir de una que tenía un papel de aluminio unido, y se midió la resistencia al desprendimiento (resistencia de desprendimiento) del papel de aluminio mediante un aparato de ensayo a la tracción.
Los resultados de la evaluación de los Ejemplos 1 a 9 y los Ejemplos Comparativos 1 a 3 se muestran en la
Tabla 1.
5
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A partir de la Tabla 1 es evidente que, con las muestras de ensayo de los Ejemplos 1 a 9, la capacidad de absorción de agua en volumen es baja y el contenido de agua en volumen después de transcurridas 6 horas desde que se sacó de la inmersión también es bajo en comparación con las muestras de ensayo de los Ejemplos Comparativos 1 a 3. Esto indica que la repelencia al agua de las lanas de vidrio mejoró mediante los diversos compuestos de fluorocarburo usados en los Ejemplos.
Además, a partir de la comparación entre el Ejemplo 6 y el Ejemplo 7 es evidente que no se observa ninguna mejora sustancial en la repelencia al agua incluso si el compuesto de fluorocarburo se incorpora en una cantidad que sobrepasa el intervalo preferido que se ha mencionado anteriormente. Además, a partir de la comparación entre el Ejemplo 1 y el Ejemplo 2 es evidente que la repelencia al agua es mayor cuando el compuesto de fluorocarburo tiene el peso molecular preferido que se ha mencionado anteriormente.
Por otro lado, es evidente que en el Ejemplo Comparativo 1 en el que no se incorporó repelente de agua, la capacidad de absorción de agua en volumen y el contenido de agua en volumen después de 6 horas fueron sustancialmente inferiores a los de los Ejemplos.
Además, en el Ejemplo Comparativo 2 en el que se dispersó dimetilpolisiloxano en agua en vez del compuesto de fluorocarburo del Ejemplo 1, y en el Ejemplo Comparativo 3 en el que se empleó una dispersión acuosa de estearato de cinc, la repelencia al agua es mala en comparación con los ejemplos en los que se usaron los compuestos de fluorocarburo, aunque la capacidad de absorción de agua en volumen disminuye.
Además, también con respecto a la propiedad adhesiva del papel de aluminio como material de revestimiento, las muestras de ensayo de los Ejemplos 1 a 9 no son sustancialmente malas en comparación con el Ejemplo Comparativo 1 en el que no se incorporó repelente de agua. Por el otro lado, en el Ejemplo Comparativo 2 en el que se usó dimetilpolisiloxano, y en el Ejemplo Comparativo 3 en el que se usó estearato de cinc, es evidente que la propiedad adhesiva con el material de revestimiento se deteriora sustancialmente.
Los resultados de evaluación de los Ejemplos 10 a 18 y los Ejemplos Comparativos 4 a 8 se muestran en la
Tabla 2.
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(Tabla pasa a página siguiente)
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A partir de la Tabla 2 es evidente que con las muestras de ensayo de los Ejemplos 10 a 18, la capacidad de absorción de agua en volumen es baja, y el contenido de agua en volumen después de transcurridas 6 horas desde la inmersión también es bajo, en comparación con las muestras de ensayo de los Ejemplos Comparativos 4 a 8. Esto indica que la repelencia al agua de las lanas de vidrio mejoró mediante diversos ácidos grasos saturados y ácidos grasos insaturados usados en los ejemplos.
Además, a partir de la comparación entre el Ejemplo 15 y el Ejemplo 16, es evidente que no se observó una mejora sustancial en la repelencia al agua incluso si se incorporaba el ácido graso en una cantidad que sobrepasara el intervalo preferido que se ha mencionado anteriormente.
Por otro lado, en el Ejemplo Comparativo 4 en el que no se incorporó repelente de agua, en el Ejemplo Comparativo 6 en el que se usó un éster de polioxietilenglicol de ácido esteárico en vez de la sal de amina de ácido montánico del Ejemplo 14 y en el Ejemplo Comparativo 7 en el que se usó una solución acuosa de poliacrilato de amonio que tenía un peso molecular de aproximadamente 10.000 en vez de la dispersión acuosa de estearato de amonio del Ejemplo 10, la capacidad de absorción de agua en volumen y el contenido de agua en volumen después de 6 horas son sustancialmente malos en comparación con los Ejemplos.
Además, en el Ejemplo Comparativo 5 en el que se dispersó ácido esteárico mediante un copolímero de bloque de polioxietileno y polioxipropileno como tensioactivo en vez de la dispersión acuosa de estearato de amonio del Ejemplo 10, y en el Ejemplo Comparativo 8 en el que se usó una dispersión acuosa de estearato de cinc en vez de la dispersión acuosa de estearato de amonio del Ejemplo 15, es evidente que el contenido de agua en volumen después de 6 horas es grande, aunque la capacidad de absorción de agua en volumen disminuye. Es evidente que en el Ejemplo Comparativo 5, en el que se usó el ácido graso solo, y en el Ejemplo Comparativo 6 en el que se usó el éster de ácido graso, la repelencia al agua fue mala en comparación con los ejemplos en los que se usó la sal de amonio del ácido graso o la sal de amina del ácido graso.
Como se ha descrito anteriormente, el aglutinante para fibras inorgánicas de la presente invención contiene un compuesto de fluorocarburo o una sal de amonio y/o o una sal de amina del ácido graso, por lo que es capaz de impartir suficiente repelencia al agua a un material de fibras inorgánicas acústico termoaislante, e incluso cuando se una un material de revestimiento para decoración o para evitar humedad o polvo, no se alterará la adhesión. Además el aglutinante para fibras inorgánicas de la presente invención es excelente en estabilidad a pesar de que sea de un tipo acuoso. Además, el material de fibras inorgánicas acústico termoaislante de la presente invención que emplea este aglutinante para fibras inorgánicas tiene un rendimiento termoaislante y acústico que no disminuirá a lo largo de un largo periodo de tiempo, aunque se exponga a agua de lluvia o gotas de rocío y, por lo tanto, es posible resolver el problema de la germinación de hongos o el deterioro de madera o la corrosión de piezas metálicas que están en contacto con el mismo. En consecuencia, es adecuado para usar como un material termoaislante o un material acústico para viviendas, edificios, paredes aislantes de sonido, torres de refrigeración o instrumentos instalados en el exterior.
Todas las descripciones de la solicitud de patente japonesa Nº 2001-340296 presentada el 6 de noviembre del 2001, la solicitud de patente japonesa Nº 2002-045067, presentada el 21 de febrero del 2002, y la solicitud de patente japonesa Nº 2002-258401 presentada el 4 de septiembre de 2002, incluyendo las memorias descriptivas, las reivindicaciones y los sumarios se incorporan en este documento como referencia en su totalidad.

Claims (4)

1. Un aglutinante para fibras inorgánicas a usar como material termoaislante o material acústico, comprendiendo dicho aglutinante
(a)
un precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído y
(b)
un compuesto de fluorocarburo que tiene un grupo polifluoroalquilo y un grupo funcional reactivo con el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído o con fibra inorgánica.
2. El aglutinante para fibras inorgánicas de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído y el compuesto de fluorocarburo que tiene un grupo polifluoroalquilo están contenidos de tal manera que, calculados como contenido de sólidos, el compuesto de fluorocarburo que tiene un grupo polifluoroalquilo está en una cantidad de 0,1 a 10 partes en masa por 100 partes en masa del precursor de resina termoendurecible condensable con aldehído.
3. El aglutinante para fibras inorgánicas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que el compuesto de fluorocarburo que tiene un grupo polifluoroalquilo tiene un peso molecular o un peso molecular promedio en número de al menos 500.
4. Un material de fibras inorgánicas acústico termoaislante obtenido aplicando el aglutinante para fibras inorgánicas como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 a fibras inorgánicas inmediatamente después de la formación de las fibras inorgánicas, reuniendo las fibras inorgánicas hasta formar lana, seguido del termoendurecimiento para la conformación.
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