PL165589B1

PL165589B1 - Method of making insulating products of mineral wool

Info

Publication number: PL165589B1
Application number: PL28766190A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Brzozowski; Janusz Kaczorowski; Zbigniew Lukaszewski; Jacek Omylinski; Tadeusz Kostka; Janusz Werner; Teresa Kowalska; Andrzej Maczynski
Original assignee: Politechnika Warszawska
Priority date: 1990-11-07
Filing date: 1990-11-07
Publication date: 1995-01-31

Abstract

1. Process for manufacturing insulating products made of mineral fibres, involving fibration of the molten mineral, spreading binding agent and possibly mineral oil over the fibres, forming and hardening felt by pressing, characterised in that, the binding agent comprises of 50-100 parts by weight of dihydroxypropyl starch ether or its derivatives in a form of aqueous solution with concentration of 0.5-20% by weight, 0-50 parts by weight of phenol-formaldehyde or urea modified phenol-formaldehyde, 0-50 parts by weight of silicon dispersion and/or paraffin emulsion and 0-5 parts by weight of biostatic agent, are spread over the mineral fibres in proportion of 0.5-10% by weight in relation to the fibre mass.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wyrobów izolacyjnych z włókien mineralnych, zwłaszcza wyrobów płytowych.The subject of the invention is a method of producing mineral fiber insulation products, in particular board products.

Dotychczas do wytwarzania wyrobów izolacyjnych z włókien mineralnych przeważnie stosuje się jako lepiszcze żywice fenolowo-formaldehydowe, którymi impregnuje się włókna w fazie formowania płyt. Żywice te zazwyczaj zawierają dodatki takie jak mocznik, melamina czy dwucyjanodwuamid w celu zmniejszenia emisji toksycznych substratów, co jest opisane w opisach patentowych ZSRR nr 330133, Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3684467 czy polskim nr 116124. Dalsze zmniejszenie emisji wolnych substratów do atmosfery osiąga się według opisu patentowego polskiego nr 131994 przez wprowadzenie do żywicy fenolowo-formaldehydowej roztworu zawierającego kazeinę lub amoniak. Nie są jednak znane sposoby wytwarzania wyrobów izolacyjnych z włókien mineralnych impregnowanych żywicą fenolowo-formaldehydową, które w pełni zapobiegają emisji toksycznych substratów do atmosfery.Until now, for the production of mineral fiber insulation products, phenol-formaldehyde resins are predominantly used as binder, with which the fibers are impregnated during the sheet forming phase. These resins usually contain additives such as urea, melamine or dicyanodiamide to reduce the emission of toxic substrates, which is described in USSR Patent No. 330133, United States No. 3684467 or Polish No. 116124. Further reduction of free substrate emissions to the atmosphere is achieved according to the description Polish Patent No. 131994 by introducing a solution containing casein or ammonia into the phenol-formaldehyde resin. However, there are no known methods of producing mineral fiber insulation products impregnated with phenol-formaldehyde resin, which fully prevent the emission of toxic substrates into the atmosphere.

Do wytwarzania nietoksycznych wyrobów izolacyjnych z włókien mineralnych jako lepiszcze stosuje się również skrobię.Starch is also used as a binder in the manufacture of non-toxic mineral fiber insulation products.

W opisie patentowym ZSRR nr 1058 954 do impregnacji włókien mineralnych stosuje się lepiszcze zawierające 1,6-5,6 części wagowych skrobi, 2,0-5,0 części wagowych gipsu, 0,01-0,03 części wagowych odpieniacza i 0,2-0,8 części wagowych dyspersji kopolimerów akrylowych. Lepiszcze do impregnacji włókien mineralnych, stosowane w opisie patentowym ZSRR nr 10621955 obok 2,8-4,4 części wagowych skrobi zawiera 5,4-5,5 części wagowych kaolinu, 0,22-0,23 części wagowych kwasu bornego i 0,1-0,2 części wagowych żywicy naftopochodnej. Jednakże wodne roztwory tych lepiszczy cechuje wysoka lepkość i skłonność do koagulacji powodujące trudności technologiczne, co ogranicza stosowanie samej skrobi.In USSR Patent No. 1,058,954, a binder containing 1.6-5.6 parts by weight of starch, 2.0-5.0 parts by weight of gypsum, 0.01-0.03 parts by weight of a defoamer and 0 2-0.8 parts by weight of the acrylic copolymer dispersion. The binder for impregnating mineral fibers, used in USSR patent specification No. 10621955, in addition to 2.8-4.4 parts by weight of starch, contains 5.4-5.5 parts by weight of kaolin, 0.22-0.23 parts by weight of boric acid and 0, 1-0.2 parts by weight of a petroleum resin. However, aqueous solutions of these binders are characterized by high viscosity and a tendency to coagulate causing technological difficulties, which limits the use of starch alone.

Lepiszcze skrobiowe nanosi się na włókna mineralne w komorze wodnej, w trakcie opadania włókienek na przenośnik taśmowy po ich uformowaniu w filierach stanowiących zakończenie urządzenia topiącego. W końcowej fazie formowania na włókna nanosi się środek hydrofilizujący.The starch binder is applied to the mineral fibers in the water chamber while the fibers fall onto the conveyor belt after they have been formed in the end fillers of the melter. In the final phase of forming, the fibers are treated with a hydrophilizing agent.

Uformowany wojłok (kobierzec) wprowadza się do komory polimeryzacyjnej, gdzie następuje jego sprasowanie i w wyniku podgrzewania utwardzenie lepiszcza. W zależności od gramatury wojłoku, rodzaju lepiszcza i żądanych własności, zwłaszcza izolacyjności i własności mechanicznych gotowych wyrobów, zwykle empirycznie ustala się temperatury i czasy wygrzewania (naThe formed felt (carpet) is introduced into the polymerization chamber, where it is pressed and, as a result of heating, the binder is hardened. Depending on the basis weight of the felt, the type of binder and the desired properties, especially the insulation and mechanical properties of the finished products, the temperatures and heating times are usually determined empirically (based on

165 589 ogół 500°C i 4 minuty) oraz szybkości podgrzania i chłodzenia. Lepiszcze po polimeryzacji tworzy mostki wiążące poszczególne włókna mineralne zapewniając wyrobom odpowiednią trwałość i wytrzymałość mechaniczną.165,589 total 500 ° C and 4 minutes) and the heating and cooling rates. After polymerization, the binder creates bridges that bind individual mineral fibers, ensuring the products with adequate durability and mechanical strength.

Sposób według wynalazku polega na tym, że jako lepiszcze do pokrywania włókien mineralnych stosuje się 50-100 części wagowych dihydroksypropylowego eteru skrobi lub jej pochodnych w postaci roztworu wodnego o stężeniu 0,5-20% wagowych, ewentualnie 0-50 części wagowych żywicy fenolowo-formaldehydowej lub fenolowo-formaldehydowej modyfikowanej mocznikiem, 0-5 części wagowych dyspersji silikonowej i/lub emulsji parafinowej i 0-5 części wagowych środka biostatycznego. Lepiszcze nanosi się na włókna mineralne w ilości 0,5-10% wagowych w stosunku do masy włókien.The method according to the invention consists in using 50-100 parts by weight of dihydroxypropyl starch ether or its derivatives in the form of an aqueous solution with a concentration of 0.5-20% by weight, or 0-50 parts by weight of phenolic resin, as a binder for coating mineral fibers. formaldehyde or phenol-formaldehyde modified with urea, 0-5 parts by weight of a silicone dispersion and / or paraffinic emulsion and 0-5 parts by weight of a biostatic agent. The binder is applied to the mineral fibers in the amount of 0.5-10% by weight in relation to the weight of the fibers.

Jako dihydroksypropylowy eter skrobi stosuje się produkt reakcji chloropropandiolu ze skrobią, metyloskrobią, karboksymetyloskrobią, hydroksyetyloskrobią, hydropropyloskrobią lub ich mieszaniną.The dihydroxypropyl starch ether used is the reaction product of chloropropandiol with starch, methyl starch, carboxymethyl starch, hydroxyethyl starch, hydropropyl starch or a mixture thereof.

Korzystnie stosuje się żywicę fenolowo-formaldehydową lub fenolowo-formaldehydową modyfikowaną mocznikiem, która zawiera do 5% wagowych wolnego formaldehydu.Preference is given to using a phenol-formaldehyde or urea-modified phenol-formaldehyde resin which contains up to 5% by weight of free formaldehyde.

Dodatek środka biostatycznego stosuje się w celu zapobiegania rozwojowi bakterii, grzybów i innych drobnoustrojów na lepiszczu.The addition of a biostatic agent is used to prevent the growth of bacteria, fungi and other microorganisms on the binder.

Sposób według wynalazku zapewnia nietoksyczność i wodoodporność wyrobów izolacyjnych. Stosowane lepiszcze jest odporne na hydrolizę wywołaną wilgocią atmosferyczną zarówno w temperaturze pokojowej i w temperaturach podwyższonych. Nietoksyczność wyrobów izolacyjnych wynikająca ze zminimalizowanego wydzielania lotnych szkodliwych substratów oraz z blokowania formaldehydu grupami wodorotlenowymi sprawia, że wyroby te można stosować bez dodatkowego zabezpieczenia w pomieszczeniach, w których stale przebywają ludzie.The method according to the invention ensures the non-toxicity and water resistance of the insulation products. The binder used is resistant to hydrolysis caused by atmospheric moisture both at room temperature and at elevated temperatures. The non-toxicity of insulation products resulting from the minimized release of volatile harmful substrates and from blocking formaldehyde with hydroxyl groups makes these products suitable for use without additional protection in rooms where people are constantly present.

Sposób według wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania, które nie ograniczają jego zakresu.The process according to the invention is explained in more detail in non-limiting examples.

Przykład I. Stopiony bazalt wylewa się na urządzenia rozwłókniające. Elementarne włókna w fazie rozproszonej pokrywa się lepiszczem w ilości 4% suchej masy lepiszcza w stosunku do masy włókna. Lepiszcze stanowi mieszanina 80 części wagowych dihydroksypropylowego eteru skrobi w postaci roztworu wodnego o stężeniu 12,5% wagowych, 18 części wagowych żywicy fenolowoformaldehydowej o zawartości wolnego formaldehydu 10% w postaci roztworu wodnego o stężeniu 38% wagowych, 1 części wagowej emulsji silikonowej o nazwie handlowej Silak MW-15 i 1 części wagowej środka biostatycznego o nazwie handlowej Pleśniochron. Równocześnie na włókna natryskuje się olej mineralny i uformowany wojłok prasuje się pod ciśnieniem 1 kg/cm² przez 5 minut. Otrzymana twarda płyta jest odporna na działanie wilgoci atmosferycznej i nie emituje w trakcie eksploatacji szkodliwych substratów.Example 1 Molten basalt is poured onto defibrating equipment. Elementary fibers in the dispersed phase are covered with binder in the amount of 4% of the dry weight of the binder in relation to the weight of the fiber. The binder is a mixture of 80 parts by weight of dihydroxypropyl starch ether in the form of an aqueous solution with a concentration of 12.5% by weight, 18 parts by weight of phenol-formaldehyde resin with a free formaldehyde content of 10% in the form of an aqueous solution with a concentration of 38% by weight, 1 part by weight of a silicone emulsion with the trade name Silak MW-15 and 1 part by weight of a biostatic agent under the trade name Pleśniochron. At the same time, mineral oil is sprayed onto the fibers and the formed fleece is pressed under a pressure of 1 kg / cm ² for 5 minutes. The obtained hard plate is resistant to atmospheric moisture and does not emit harmful substrates during operation.

Przykładu. Włókna bazaltowe w fazie rozproszonej pokrywa się lepiszczem w ilości 2% suchej masy lepiszcza w stosunku do masy włókien. Lepiszcze stanowi mieszanina 95 części wagowych dihydroksypropylowego eteru skrobi w postaci roztworu wodnego o stężeniu 10% wagowych, 1 części wagowej emulsji parafinowej, 4 części wagowych środka biostatycznego o nazwie handlowej Pleśniochron. Po uformowaniu włókien otrzymuje się miękką watę mineralną izolacyjną do budownictwa, odporną na wilgoć i nietoksyczną.An example. The dispersed basalt fibers are covered with binder in the amount of 2% of the dry weight of the binder in relation to the weight of the fibers. The binder is a mixture of 95 parts by weight of dihydroxypropyl starch ether in the form of an aqueous solution with a concentration of 10% by weight, 1 part by weight of a paraffin emulsion, and 4 parts by weight of a biostatic agent under the trade name Pleśniochron. After the fibers are formed, a soft, moisture-resistant and non-toxic mineral insulation wool is obtained for construction.

Przykład III. Włókna bazaltowe pokrywa się lepiszczem w ilości 9% suchej masy lepiszcza w stosunku do masy włókien. Lepiszcze stanowi mieszanina 50 części wagowych dihydroksypropylowego eteru skrobi w postaci roztworu wodnego o stężeniu 12,5% wagowych, 49,5 części wagowych żywicy fenolowo-formaldehydowej modyfikowanej 2,5 częściami wagowymi mocznika o zawartości wolnego formaldehydu 5% oraz 0,5 części wagowych dyspersji silikonowej o nazwie handlowej Silak MW-15. Po uformowaniu i utwardzeniu otrzymano dźwiękochłonną płytę nietoksyczną i odporną na wilgoć.Example III. Basalt fibers are covered with binder in the amount of 9% of the dry weight of the binder in relation to the weight of the fibers. The binder is a mixture of 50 parts by weight of dihydroxypropyl starch ether in the form of an aqueous solution with a concentration of 12.5% by weight, 49.5 parts by weight of phenol-formaldehyde resin modified with 2.5 parts by weight of urea with 5% free formaldehyde and 0.5 parts by weight of a dispersion. silicone with the trade name Silak MW-15. After forming and curing, a non-toxic and moisture-resistant sound-absorbing board was obtained.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 10 000 złPrice: PLN 10,000

Claims

Patent claims

1. Method for the production of mineral fiber insulation products consisting in defibrating the molten mineral, applying a binder and possibly mineral oil to the fibers, forming and hardening the fleece during its possible pressing, characterized in that 50-100 parts by weight of dihydroxypropyl starch ether are used as the binder or its derivatives in the form of an aqueous solution with a concentration of 0.5-20% by weight, 0-50 parts by weight of phenol-formaldehyde or phenol-formaldehyde resin modified with urea, 0-50 parts by weight of silicone dispersion and / or paraffin emulsion and 0-5 parts by weight of the biostatic agent and are applied to the mineral fibers in an amount of 0.5-10% by weight, based on the weight of the fibers.

2. The method according to p. A process as claimed in claim 1, characterized in that the dihydroxypropyl ether of starch or its derivatives is the reaction product of chloropropandiol with starch, methyl starch, carboxymethyl starch, hydroxyethyl starch, hydroxypropyl starch or a mixture thereof.

3. The method according to p. The process of claim 1, wherein the urea-modified phenol-formaldehyde or phenol-formaldehyde resin containing up to 5% by weight of free formaldehyde is used.