PL194950B1

PL194950B1 - Wyrób izolacyjny, kompozycja klejąca do wyrobu izolacyjnego, zastosowanie tej kompozycji oraz sposób wytwarzania wyrobu izolacyjnego

Info

Publication number: PL194950B1
Application number: PL359098A
Authority: PL
Inventors: Philippe Espiard; Bruno Mahieuxe
Original assignee: Saint Gobain Isover
Priority date: 2000-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2007-07-31
Also published as: DE60123423D1; HUP0303683A2; SI1289901T1; JP5306567B2; PL359098A1; HUP0303683A3; DE60123423T2; AU2001267637A1; CZ300105B6; CN1436157A; JP2004503807A; BR0111593B1; EA005522B1; CA2411475A1; DK1289901T3; EP1289901A1; EP1289901B1; US6893579B2; NO20025919D0; EA200300013A1

Abstract

1. Wyrób izolacyjny oparty na welnie mineralnej klejonej srodkiem wiazacym na bazie zywicy fenolowo- -formaldehydowej, znamienny tym, ze jako srodek wiazacy zawiera mieszanine: – 60 do 90 czesci wagowych rezolu fenolowo-formaldehydowego o zawartosci wolnego formaldehydu mniej- szej albo równej 25% wagowych w stosunku do suchej masy zywicy i zawartosci wolnego fenolu mniejszej albo równej 2,5% wagowych w stosunku do suchej masy zywicy, otrzymanego przez kondensacje fenolu (P) i formal- dehydu (F) w srodowisku zasadowym, przy stosunku F/P wynoszacym 2,5 do 4, do osiagniecia rozcienczalnosci w wodzie produktu kondensacji zobojetnionego kwasem siarkowym wiekszej od 500% i mniejszej albo równej 1500%; oraz – 10 do 40 czesci wagowych mocznika. 9. Kompozycja klejaca do wyrobu izolacyjnego, znamienna tym, ze zawiera mieszanine: – 60 do 90 czesci wagowych rezolu fenolowo-formaldehydowego o zawartosci wolnego formaldehydu mniej- szej albo równej 25% wagowych w stosunku do suchej masy zywicy oraz zawartosci wolnego fenolu mniejszej albo równej 2,5% wagowych w stosunku do suchej masy zywicy, otrzymanego przez kondensacje fenolu (P) i formaldehydu (F) w srodowisku zasadowym, przy stosunku molowym F/P wynoszacym 2,5 do 4, do osiagniecia rozcienczalnosci w wodzie produktu kondensacji zobojetnionego kwasem siarkowym powyzej 500% i mniejszej albo równej 1500%; oraz – 10 do 40 czesci wagowych mocznika. 12. Zastosowanie kompozycji klejacej okreslonej w zastrz. 9, do zmniejszenia emisji gazowego amoniaku podczas wytwarzania wyrobu izolacyjnego. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wyrób izolacyjny, kompozycja klejąca do wyrobu izolacyjnego, zastosowanie tej kompozycji oraz sposób wytwarzania wyrobu izolacyjnego, zwłaszcza wyrobu izolującego termicznie i akustycznie.

Wyrób jest oparty na wełnie mineralnej oraz organicznym środku wiążącym na bazie żywicy fenolowo-formaldehydowej. Bardziej szczegółowo wynalazek dotyczy zmniejszenia emisji różnych zanieczyszczeń podczas wytwarzania takich produktów opartych na wełnie mineralnej, obejmującego jako pierwsze stadium wytwarzania samej wełny przez formowanie włókna i wyciąganie oraz stadium formowania, w którym wełnę mineralną zbiera się w ogniwie zbiorczym w postaci arkusza. W czasie przenoszenia do ogniwa zbiorczego spryskuje się wełnę kompozycją klejąca, zawierającą żywicę termoutwardzalną, w celu zapewnienia kohezji arkusza. Tak traktowany arkusz poddaje się następnie działaniu ciepła w celu sieciowania żywicy i otrzymania produktu o pożądanych właściwościach, takich jak stabilność wymiarów, wytrzymałość mechaniczna, odzyskiwanie grubości po ściskaniu oraz jednorodne zabarwienie.

Kompozycje klejące mają na ogół postać kompozycji wodnych zawierających żywicę fenolowo-formaldehydową i substancje pomocnicze, takie jak katalizator utwardzania żywicy, silanowy promotor adhezji, przeciwpyłowy olej mineralny itd.

Aby kompozycja nadawała się do wprowadzenia, najogólniej przez natryskiwanie, konieczne jest, by żywica była dostatecznie rozcieńczalna w wodzie. W tym celu przyjęte jest prowadzenie reakcji kondensacji między formaldehydem a fenolem przy ograniczonym stopniu kondensacji monomerów, aby uniknąć tworzenia długich łańcuchów, które nie są hydrofilowe i zmniejszają zdolność do rozcieńczania. W konsekwencji żywica zawiera pewną część monomerów, które nie przereagowały, szczególnie formaldehydu, którego lotność może prowadzić do niepożądanych emisji związków organicznych do atmosfery fabrycznej.

Dlatego na ogół produkt kondensacji fenolowo-formaldehydowej wytwarza się tak, by reagował z mocznikiem, który wyłapuje wolny formaldehyd, tworząc nielotne produkty kondensacji. Obecność mocznika w żywicy daje również znaczną korzyść ekonomiczną z powodu jego niskiej ceny, ponieważ można wprowadzić go we względnie dużej ilości bez znaczącego wpływu na właściwości żywicy, zwłaszcza właściwości mechaniczne produktu końcowego, w ten sposób znacznie obniżając całkowity koszt żywicy.

Pomimo tego, stwierdzono, że roztwór ten nie jest całkowicie odpowiedni pod względem zanieczyszczania atmosfery, ponieważ produkty kondensacji mocznikowo-formaldehydowej okazały się nie bardzo odporne na ciepło i kiedy żywicę stosuje się do klejenia wełny mineralnej, podczas którego wystawiona jest na działanie temperatury powyżej 100°C, pod działaniem ciepła na produkt kondensacji mocznikowo-formaldehydowej powstaje znowu mocznik i formaldehyd oraz gazowy amoniak, które uwalniają się do atmosfery fabrycznej.

Celem wynalazku jest zmniejszenie zanieczyszczeń w produkcji wyrobów izolacyjnych, w szczególności pod względem emisji amoniaku na linii produkcyjnej, bez podwyższenia kosztu wytwarzania wyrobu izolacyjnego.

Wynalazek opiera się na spostrzeżeniu, że można znacznie obniżyć emisję amoniaku podczas wytwarzania wyrobu izolacyjnego stosując kompozycję klejącą, która zatrzymuje pewną część mocznika i dlatego jest konkurencyjna pod względem kosztów.

Przedmiotem wynalazku jest wyrób izolacyjny oparty na wełnie mineralnej klejonej środkiem wiążącym na bazie żywicy fenolowo-formaldehydowej, charakteryzujący się tym, że jako środek wiążący zawiera mieszaninę:

- 60 do 90 części wagowych rezolu fenolowo-formaldehydowego o zawartości wolnego formaldehydu mniejszej albo równej 25% wagowych w stosunku do suchej masy żywicy i zawartości wolnego fenolu mniejszej albo równej 2,5% wagowych w stosunku do suchej masy żywicy, otrzymanego przez kondensację fenolu (P) i formaldehydu (F) w środowisku zasadowym, przy stosunku F/P wynoszącym 2,5 do 4, do osiągnięcia rozcieńczalności w wodzie produktu kondensacji zobojętnionego kwasem siarkowym większej od 500% i mniejszej albo równej 1500%; oraz

- 10 do 40 części wagowych mocznika.

Korzystnie zawartość wolnego fenolu w rezolu przed dodaniem mocznika jest mniejsza albo równa 2% w stosunku do suchej masy rezolu, korzystnie 0,5% do 1,7% w stosunku do suchej masy żywicy.

PL 194 950 B1

Korzystnie zawartość wolnego formaldehydu przed dodaniem mocznika jest mniejsza albo równa 20% w stosunku do suchej masy żywicy.

Korzystnie stosunek F/P wynosi 2,5 do 3,2.

Korzystnie rezol otrzymany jest przez reakcję fenolu z formaldehydem w obecności katalizatora zasadowego, takiego jak wodorotlenek sodu, w temperaturze 50°C do 80°C, korzystnie 60°C do 75°C, a korzystniej 70°C, w czasie 80 do 200 minut, korzystnie 90 do 150 minut.

Korzystnie rezol zobojętniony jest za pomocą co najmniej jednego kwasu wybranego spośród kwasu borowego albo równoważnego boranu, kwasu aminosulfonowego albo równoważnego aminosulfonianu albo aminokwasu.

Korzystnie mieszanina obejmuje 60 do 90 części wagowych suchego rezolu na 40 do 10 części wagowych mocznika, korzystnie co najmniej 65 części, zwłaszcza od 70 do 85 części wagowych suchego rezolu na najwyżej 35 części, zwłaszcza 15 do 30 części wagowych mocznika.

Korzystnie środek wiążący zawiera ponadto od 1 do 10 części wagowych siarczanu (IV) amonu na 100 części wagowych rezolu i mocznika.

Przedmiotem wynalazku jest także kompozycja klejąca do wyrobu izolacyjnego charakteryzująca się tym, że zawiera mieszaninę:

- 60 do 90 części wagowych rezolu fenolowo-formaldehydowego o zawartości wolnego formaldehydu mniejszej albo równej 25% wagowych w stosunku do suchej masy żywicy oraz zawartości wolnego fenolu mniejszej albo równej 2,5% wagowych w stosunku do suchej masy żywicy, otrzymanego przez kondensację fenolu (P) i formaldehydu (F) w środowisku zasadowym, przy stosunku molowym F/P wynoszącym 2,5 do 4, do osiągnięcia rozcieńczalności w wodzie produktu kondensacji zobojętnionego kwasem siarkowym powyżej 500% i mniejszej albo równej 1500%; oraz

- 10 do 40 części wagowych mocznika.

Korzystnie mieszanina zawiera 60 do 90 części wagowych suchego rezolu na 40 do 10 części wagowych mocznika, korzystnie 70 do 85 części wagowych suchego rezolu na 15 do 30 części wagowych mocznika.

Korzystnie kompozycja zawiera ponadto 1 do 20 części wagowych siarczanu (IV) amonu na 100 części wagowych suchego rezolu i mocznika.

Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie kompozycji klejącej określonej powyżej do zmniejszenia emisji gazowego amoniaku podczas wytwarzania wyrobu izolacyjnego.

Przedmiotem wynalazku jest także sposób wytwarzania wyrobu izolacyjnego opartego na wełnie mineralnej klejonej środkiem wiążącym fenolowo-formaldehydowym, charakteryzujący się tym, że kompozycją klejącą zawierającą mieszaninę:

- 10 do 40 części wagowych mocznika, natryskuje się wełnę mineralną.

Zawartość wolnego fenolu jest w pierwszym rzędzie ograniczona przez doprowadzanie reakcji kondensacji do stopnia wystarczającego do prawie całkowitego zużycia tego zawartego w mniejszej ilości surowca. Przy stosunku wagowym F/P powyżej 1, lecz nie za wysokim, korzystnie poniżej 3,2, następuje kondensacja z utworzeniem substancji o umiarkowanie wysokim ciężarze cząsteczkowym i tym samym z większym zużyciem formaldehydu niż nastąpiłoby w przypadku bardzo długich łańcuchów kondensatu fenolowo-formaldehydowego.

Następnie po zakończeniu reakcji kondensacji rezolu cząsteczki pozostałego formaldehydu, obecnego w postaci wolnej, są usuwane za pomocą mocznika, którego ilość może być mniejsza, poniżej zawartości wolnego formaldehydu w rezolu.

Kiedy utrzymuje się niska zawartość wolnych lotnych związków organicznych w środku wiążącym, można ograniczyć ilość zawartego w nim mocznika. Dlatego redukując ilość amoniaku wydzielającego się na linii produkcyjnej można ograniczyć emisję lotnych związków organicznych, takich jak fenol i formaldehyd.

Aby kontrolować postęp reakcji tworzenia rezolu w warunkach wymaganych przez wynalazek, mierzono trzy charakterystyczne parametry:

PL 194 950 B1

- zawartość wolnego fenolu i zawartość wolnego formaldehydu, które charakteryzują postęp reakcji; oraz

- rozcieńczalność zobojętnionego rezolu, która charakteryzuje długość cząsteczki utworzonego kondensatu.

Zgodnie z wynalazkiem zawartość wolnego fenolu w rezolu przed dodaniem mocznika jest mniejsza albo równa 2,5% wagowych w stosunku do suchej masy żywicy, dla rezolu o zawartości suchej substancji około 35 do 45%. Korzystnie zawartość wolnego fenolu jest mniejsza albo równa 2% w stosunku do suchej masy żywicy, bardziej korzystnie mniejsza albo równa 1,7% w stosunku do suchej masy żywicy. W szczególności może wynosić około 0,5 do 1,7%, na przykład 0,7 do 1,6% w stosunku do suchej masy żywicy.

Zawartość wolnego formaldehydu w rezolu jest mniejsza albo równa 25% w stosunku do suchej masy żywicy dla rezolu o zawartości substancji stałej od 35 do 45%. Korzystnie zawartość wolnego formaldehydu jest mniejsza albo równa 20%, bardziej korzystnie mniejsza albo równa 15,5%, a szczególnie mniejsza albo równa 12% w stosunku do ciężaru suchej masy żywicy. W szczególności może wynosić około 2 do około 4%.

Rozcieńczalność rezolu odpowiada współczynnikowi maksymalnego rozcieńczenia rezolu, przy którym nie obserwuje się trwałego zmętnienia. Rozcieńczalność wyraża się jako objętość wody, którą można dodać do rezolu przed powstaniem trwałego zmętnienia, podaną w procentach objętości rezolu. Tak więc rozcieńczalność 1500% oznacza, że 10 ml żywicy można rozcieńczyć w 15x10 ml wody bez zmętnienia mieszaniny. Na ogół oraz zgodnie z wynalazkiem pomiar ten wykonuje się stosując dejonizowaną wodę i rozcieńczającą o umiarkowanej temperaturze, którą można określić jako wodę o temperaturze pokojowej, około 15 do 25°C, ogólnie około 20°C (w tym zakresie temperatury rozpuszczalność nie różni się znacznie).

Postęp kondensacji kontroluje się mierząc rozcieńczalność rezolu zobojętnionego kwasem siarkowym. Tak dzieje się, ponieważ ogólnie stwierdzono, że rezol syntetyzowany w środowisku zasadowym odznacza się wysoką rozcieńczalnością przy pH zasadowym (ogólnie przy pH 9) z relatywnie małymi zmianami, nawet kiedy zawiera grupy o bardzo wysokim ciężarze cząsteczkowym. Przeciwnie, kiedy zobojętnia się rezol kwasem siarkowym, rozcieńczalność jest inna, obniżając się znacznie, kiedy ciężar cząsteczkowy kondensatów fenolowo-formaldehydowych wzrasta. W ten sposób można kontrolować obecność związków o niepożądanym ciężarze cząsteczkowym.

Zgodnie z wynalazkiem, stosowane rezole po zobojętnieniu kwasem siarkowym odznaczają się rozcieńczalnością większą od 500 i mniejszą albo równą 1500%, korzystnie rozcieńczalność jest większa od 500 do 1000% w stanie zobojętnionym. Przez zobojętnianie rozumie się dodanie ilości H2SO4 wystarczającej do reakcji ze wszystkimi grupami OH wprowadzonymi przez katalizator zasadowy.

Takie rezole można korzystnie syntetyzować prowadząc reakcję fenolu z formaldehydem w obecności katalizatora zasadowego, takiego jak wodorotlenek sodu, w temperaturze około 50 do 80°C, zwłaszcza 60 do 75°C, szczególnie około 70°C, w czasie około 80 do 200 minut, zwłaszcza 90 do 150 minut, a w czasie krótszym w temperaturze wyższej i przy stosunku F/P niższym. Z tego względu korzystny jest stosunek F/P ograniczony do 3,2 w celu uniknięcia nadmiernie długiego czasu reakcji.

Znany katalizator zasadowy, zwłaszcza wodorotlenek sodu, ale również wodorotlenek potasu, tlenek wapnia albo tlenek baru, stosuje się na ogół w ilości odpowiadającej 6 do 20 molom równoważników hydroksylowych OH na 100 moli wyjściowego fenolu.

Aby zapobiec niepożądanemu przedłużaniu reakcji kondensacji pożądana jest dezaktywacja zasadowego katalizatora przez zobojętnienie rezolu. Zobojętnianie kwasem siarkowym nie jest wskazane, ponieważ obniża rozcieńczalność poniżej 1500%, które na ogół stanowią próg gwarantujący dobrą zdolność procesową na linii natryskiwania.

Rezol stosowany zgodnie z wynalazkiem korzystnie zobojętnia się co najmniej jednym kwasem wybranym spośród kwasu bornego albo równoważnego boranu (zwłaszcza boranu amonu, metaboranu sodu, tetraboranu sodu albo poliboranu aminoalkoholu), kwasu aminosulfonowego albo równoważnego amidosulfonianu, albo aminokwasu (zwłaszcza kwasu aspartanowego, kwasu glutaminowego, kwasu aminooctowego itd.). Dzieje się tak, ponieważ kwasy te mają zdolność modyfikowania rezolu w taki sposób, że jego rozcieńczalność jest wyższa w tak otrzymanym środowisku obojętnym niż w środowisku otrzymanym za pomocą kwasu siarkowego. Korzystnie zobojętnienie następuje przy pH około 7 do 9.

Produkt zobojętnienia rezolu posiadającego cechy wynalazku za pomocą jednego z wyżej wymienionych kwasów na ogół odznacza się rozpuszczalnością powyżej 1000% oraz przewyższającą 2000% (rozcieńczalność powyżej 2000% przyjmuje się za nieskończoną) dokładnie po zobojętnieniu,

PL 194 950 B1 a rozpuszczalność wyższa albo równa 1000% utrzymuje się po przechowywaniu przez trzy tygodnie w temperaturze 12°C przy łagodnym mieszaniu.

Jako wariant, rezol można zobojętniać każdym kwasem, ale w obecności emulgatora takiego jak anionowy środek powierzchniowo-czynny i/albo guma, zwłaszcza gumy guarowa i ghatti albo, stanowiącej możliwość, kazeiny. Stosowany kwas można wybrać ze wszystkich znanych mocnych kwasów, takich jak kwas siarkowy i chlorowodorowy, ale również kwas borowy i kwas aminosulfonowy (albo równoważna sól) albo aminokwas.

Otrzymywanie środka wiążącego, który można stosować w wynalazku, obejmuje mieszanie rezolu na zimno z ograniczoną ilością mocznika, jak wyżej opisano. Według wynalazku mieszanina zawiera 60 do 90 części wagowych rezolu (w przeliczeniu na suchą masę rezolu) na 40 do 10 części wagowych mocznika. Korzystnie mieszanina zawiera co najmniej 65 części, zwłaszcza od 70 do 85 części wagowych rezolu na co najmniej 35, zwłaszcza 15 do 30 części wagowych mocznika.

Mocznik można dodawać bezpośrednio po ochłodzeniu rezolu, korzystnie po zobojętnieniu, aby utworzyć odporną na przechowywanie mieszaninę wstępną, którą można stosować następnie do tworzenia kleju, albo można jeszcze dodawać właśnie w momencie tworzenia kleju dla serii produkcyjnej. Stosowanie mocznika do mieszaniny wstępnej może jednak być korzystne, ponieważ stwarza mniejszą emisję zanieczyszczeń na linii produkcyjnej, z amoniakiem włącznie.

Mocznik nie jest jedynym związkiem, który można stosować do wyłapywania formaldehydu, gdyż można również dodawać szczególnie siarczan (IV) amonu w ilości od 1 do 20 części wagowych, zwłaszcza 1 do 10 części wagowych na 100 części wagowych suchej mieszaniny rezolu i mocznika. Okazało się, że siarczan (IV) amonu nie powoduje bardzo znaczącej emisji amoniaku, mimo wprowadzenia jonów amonowych, które tworzą się podczas klejenia. Jednak korzystne jest ograniczenie zawartości siarczku amonu do około 1 do 5 części wagowych, zwłaszcza około 2 części wagowych na 100 części wagowych suchej masy żywicy oraz mocznika.

Kompozycja klejąca może ponadto zawierać inne zwykłe składniki, takie jak:

- siarczan amonu jako katalizator utwardzania, korzystnie w ilości od 1 do 5 części wagowych na 100 części wagowych suchej masy żywicy i mocznika;

- jeden albo więcej silikonów; oraz

- jeden albo więcej olejów mineralnych.

Zwykle kompozycja klejąca może ponadto zawierać wodny roztwór amoniaku. Jednak wydaje się, że zawartość wodnego roztworu amoniaku mniejsza albo równa 5 części wagowych 20% roztworu na 100 części wagowych suchej masy żywicy + mocznika czyni możliwym pozostanie poniżej progu dopuszczalnego dla prawidłowej produkcji.

Zawartość kleju w wyrobie izolacyjnym na ogół wynosi 1 do 12% wagowych suchej substancji w stosunku do całkowitej wagi wełny mineralnej.

Stosując wynalazek emisję gazowego amoniaku można ograniczyć do wartości poniżej 10 g gazowego amoniaku na kilogram wełny mineralnej, szczególnie poniżej 8 g/kg, zwłaszcza co najmniej 5 g/kg.

Wynalazek ilustrują następujące przykłady.

P rz y k ł a d I

Żywicę fenolowo-formaldehydową otrzymywano wprowadzając do reaktora 100 kg fenolu i 241 kg formaldehydu w 37% roztworze wodnym, utrzymując mieszanie przez cały cykl produkcyjny oraz podnosząc temperaturę w reaktorze do 45°C. Stosunek molowy formaldehyd/fenol wynosił 2,8.

Utrzymując temperaturę 45°C dodawano regularnie 12,7 kg wodorotlenku sodu przez okres 30 minut, przy czym wodorotlenek sodu miał postać 47% roztworu wodnego, tj. stosunek wagowy wodorotlenek sodu/fenol wynosił 6%, a stosunek molowy wynosił 14,1%.

Bezpośrednio po dodaniu temperaturę podnoszono do 70°C w czasie 30 minut i tę temperaturę utrzymywano przez około 120 minut. Po tym czasie rozcieńczalność rezolu zobojętnionego kwasem siarkowym wynosiła 1200%.

Następnie reaktor oraz mieszaninę reakcyjną ochładzano od 70°C do 35°C w czasie 35 minut.

Następnie pH mieszaniny reakcyjnej doprowadzano do wartości 7,2 za pomocą kwasu aminosulfonowego jako 15% roztworu wodnego (około 88 kg). Operacja trwała około 90 minut przy równoczesnym pozostawieniu mieszaniny reakcyjnej do ochłodzenia do 20°C.

Zawartość wolnego formaldehydu w zobojętnionym rezolu wynosiła 2,5% wagowych rezolu, tj. 6,8% w stosunku do ciężaru suchej masy żywicy, oraz zawartość wolnego fenolu wynosiła 0,5% wagowych rezolu, przy zawartości substancji stałej 37%, tj. 1,4% w stosunku do suchej substancji.

PL 194 950 B1

Rozcieńczalność rezolu zobojętnionego kwasem aminosulfonowym była nieskończona (powyżej 2000%) i taka pozostawała podczas przechowywania w ciągu tygodnia w temperaturze 12°C przy łagodnym mieszaniu. Po trzech tygodniach przechowywania w tych warunkach rozcieńczalność wynosiła 1000%.

Tę żywicę stosowano sporządzając cztery kompozycje klejące, włączając trzy oparte na mieszaninie wstępnej rezol/mocznik, o recepturach podanych poniżej w tabeli 1.

Kleje te stosowano na linii produkcyjnej wyrobów izolacyjnych opartych na wacie szklanej, rozcieńczając w celu natryskiwania na włókna waty szklanej przed otrzymaniem ich na taśmie przenośnika znajdującej się w komorze odbierania, zaopatrzonej w urządzenia zasysające w celu przetłaczania waty szklanej na taśmę. Taśma przenośnika przechodziła przez obszar formowania, w którym wata szklana mogła być sprężana pionowo i może podłużnie, a następnie przenosiła uformowaną masę do pieca sieciującego środek wiążący, w którym temperatura wynosiła około 280°C.

Zawartość środka wiążącego w produkcie mierzono za pomocą straty w zapłonie, która w tym przypadku wynosiła 4,5% całkowitego ciężaru produktu.

Próbki emisji gazów pobierano we wszystkich punktach na linii wytwarzania, zwłaszcza w obszarze formowania, przy wlocie i wylocie z pieca oraz mierzono zawartość fenolu, formaldehydu oraz amoniaku w tych próbkach. Skumulowana emisja na całej linii produkcyjnej podana jest poniżej w tabeli 1.

Badanie 1 wskazuje, że przez dodanie siarczanu (IV) amonu zawartość gazowego amoniaku z pewnością nieco wzrasta w wyniku obecności jonów amonowych, lecz poziom wolnego formaldehydu jest znacznie niższy.

Korzystna odmiana polega na pominięciu wodnego roztworu amoniaku przy użyciu siarczanu (IV) amonu w możliwie zmniejszonej ilości.

Badanie 2, w którym stosowano mieszaninę wstępną żywica + mocznik i nie uwzględniono roztworu wodnego amoniaku, dało bardzo dobre wyniki emisji pod względem emisji zarówno formaldehydu jak i gazowego amoniaku.

Dodanie gazowego amoniaku do mieszaniny wstępnej w badaniu 3 umożliwiło obniżenie poziomu emitowanego formaldehydu przy zawartości gazowego amoniaku pozostającej na znośnym poziomie.

T ab ela 1

Przykład (badanie)	Receptura (żywica/mocznik)*/siarczan amonu/20% roztwór wodny amoniaku/siarczan (IV) amonu	Emisja (g/kg szkła)
Wolny fenol	Formaldehyd	Amoniak gazowy
1 (1)	80/20/2,5/5/5	0,7	0,2	1,2
1 (2)	(75/25)/1/0/0	0,6	0,4	1,2
1 (3)	(75/25/2 20% roztworu wodnego amoniaku)/2/0/0	0, 6	0,3	1,2
1 (4)	(75/25/2 20% roztworu wodnego amoniaku)/2/0/2	0,6	0,3	0,9
2 (1)	(70/30/2 20% roztworu wodnego amoniaku)/2/3/0	0,4	0,6	1,4
2 (2)	(70/30/2 20% roztworu wodnego amoniaku)/2/0/0	0,3	0,6	1.3

*: (żywica/mocznik) w nawiasie w przypadku mieszaniny wstępnej

Wreszcie, dodanie siarczanu (IV) amonu w badaniu 4 umożliwiło ponadto obniżenie poziomu emitowanego formaldehydu przy pozostającej również na znośnym poziomie zawartości gazowego amoniaku.

P r z y k ł a d II

Żywicę fenolowo-formaldehydową otrzymywano wprowadzając do reaktora 100 kg fenolu i 276 kg formaldehydu w 37% roztworze wodnym, przy ciągłym mieszaniu utrzymywanym przez cały cykl produkcyjny, i podnosząc temperaturę w reaktorze do 45°C. Stosunek molowy formaldehyd/fenol wynosił 3,2. W czasie 30 minut, utrzymując temperaturę 45°C, dodawano regularnie 12,7 kg wodorotlenku

PL 194 950 B1 sodu w 47% roztworze wodnym tj. przy stosunku wagowym wodorotlenek sodu/fenol wynoszącym 6%, a stosunku molowym 14,1%.

Bezpośrednio po dodaniu temperaturę podnoszono do 70°C w czasie 30 minut i tę temperaturę utrzymywano przez około 130 minut. Po tym czasie rozcieńczalność rezolu zobojętnionego kwasem siarkowym wynosiła 1200%,

Następnie reaktor i mieszaninę reakcyjną w ciągu 30 minut ochładzano od temperatury 30°C do 35°C.

Za pomocą kwasu aminosulfonowego w postaci 15% roztworu wodnego (około 88 kg) pH mieszaniny reakcyjnej doprowadzano do wartości 7,3. Czas tej operacji wynosił 30 minut z pozostawieniem mieszaniny reakcyjnej do ochłodzenia do 20°C.

Zawartość wolnego formaldehydu w zobojętnionym rezolu wynosiła 2,5%, a zawartość wolnego fenolu 0,5% wagowych rezolu, przy zawartości substancji stałej 36%.

Rozcieńczalność rezolu zobojętnionego kwasem aminosulfonowym wynosiła 1800% i po trzech tygodniach przechowywania w temperaturze 12°C.

Żywicę tę stosowano do tworzenia dwóch kompozycji klejących opartych na mieszaninie wstępnej rezol/mocznik, których receptury podane są w tabeli 1.

Kleje te stosowano, jak w przykładzie l, do wytwarzania wyrobu izolacyjnego opartego na wacie szklanej i wyniki pomiarów emisji gazów podano w tabeli 1.

Badanie 1 pokazuje, że mimo obecności w kleju roztworu wodnego amoniaku, poziom emitowanego gazowego amoniaku pozostaje dopuszczalny i może być bardzo prosto obniżony, jeżeli pominie się wodny roztwór amoniaku, jak pokazuje częściowe pominięcie wodnego roztworu amoniaku w badaniu 2.

Poziom emisji formaldehydu oraz fenolu w tych dwóch badaniach był również wysoce zadowalający.

Claims

1. Wyrób izolacyjny oparty na wełnie mineralnej klejonej środkiem wiążącym na bazie żywicy fenolowo-formaldehydowej, znamienny tym, że jako środek wiążący zawiera mieszaninę:

- 10 do 40 części wagowych mocznika.

2. Wyrób izolacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość wolnego fenolu w rezolu przed dodaniem mocznika jest mniejsza albo równa 2% w stosunku do suchej masy rezolu, korzystnie 0,5% do 1,7% w stosunku do suchej masy żywicy.

3. Wyrób izolacyjny według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawartość wolnego formaldehydu przed dodaniem mocznika jest mniejsza albo równa 20% w stosunku do suchej masy żywicy.

4. Wyrób izolacyjny według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że stosunek F/P wynosi 2,5 do 3,2.

5. Wyrób izolacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że rezol otrzymany jest przez reakcję fenolu z formaldehydem w obecności katalizatora zasadowego, takiego jak wodorotlenek sodu, w temperaturze 50°C do 80°C, korzystnie 60°C do 75°C, a korzystniej 70°C, w czasie 80 do 200 minut, korzystnie 90 do 150 minut.

6. Wyrób izolacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że rezol zobojętniony jest za pomocą co najmniej jednego kwasu wybranego spośród kwasu borowego albo równoważnego boranu, kwasu aminosulfonowego albo równoważnego aminosulfonianu albo aminokwasu.

7. Wyrób izolacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszanina obejmuje 60 do 90 części wagowych suchego rezolu na 40 do 10 części wagowych mocznika, korzystnie co najmniej 65 części, zwłaszcza od 70 do 85 części wagowych suchego rezolu na najwyżej 35 części, zwłaszcza 15 do 30 części wagowych mocznika.

8. Wyrób izolacyjny według zastrz. 1, znamienny tym, że środek wiążący zawiera ponadto od 1 do 10 części wagowych siarczanu (IV) amonu na 100 części wagowych rezolu i mocznika.

PL 194 950 B1

9. Kompozycja klejąca do wyrobu izolacyjnego, znamienna tym, że zawiera mieszaninę:

- 10 do 40 części wagowych mocznika.

10. Kompozycja klejąca według zastrz. 9, znamienna tym, że mieszanina zawiera 60 do 90 części wagowych suchego rezolu na 40 do 10 części wagowych mocznika, korzystnie 70 do 85 części wagowych suchego rezolu na 15 do 30 części wagowych mocznika.

11. Kompozycja klejąca według zastrz. 9 albo 10, znamienna tym, że ponadto zawiera 1 do 20 części wagowych siarczanu (IV) amonu na 100 części wagowych suchego rezolu i mocznika.

12. Zastosowanie kompozycji klejącej określonej w zastrz. 9, do zmniejszenia emisji gazowego amoniaku podczas wytwarzania wyrobu izolacyjnego.

13. Sposób wytwarzania wyrobu izolacyjnego opartego na wełnie mineralnej klejonej środkiem wiążącym fenolowo-formaldehydowym, znamienny tym, że kompozycją klejącą zawierającą mieszaninę:

- 10 do 40 części wagowych mocznika, natryskuje się wełnę mineralną.