SU1035042A1

SU1035042A1 - Polymeric binder for mineral- and glasswool products

Info

Publication number: SU1035042A1
Application number: SU813355067A
Authority: SU
Inventors: Мечисловас Антонович Бейноравичюс; Римантас Ионович Микученис; Леопольдас Викторович Раджюнас
Priority date: 1981-11-13
Filing date: 1981-11-13
Publication date: 1983-08-15

Abstract

ПОЛИМЕРОВ евЯЗУ10Вр;В ДЛЯ МИНБРАЛО- и СТБКЛОВАТНЫХ ИЗДАНИЙ, содержгицее водорастворимую фенолфор г мальдегидную смолу и водорастворимый акриловый сополимер, о т л и ч аю ц е е с тем, что, с целью повышени прочности изделий в исходном состо НИИ и во влажных услови х, оно в качестве водорастворимого акрйло- : вого сополимера содержит нейтрализованньШ гидроокисью аммони до рН 7,5-8,6 тройной сополимер р-феииламиноэтилметакрилата ,, (мет) акриловой кислоты и-бутил(мет)акрилата при мольном соотнсииении 1,-5:3,54:1 ,5-5 соответственно при следуюием соотношении компонентов (по сухому веществу), мас.%: Водорастворима фенол- фор альдегидна смола 80-90 Тройной сополимер |)-фениламиноэтилметгосрйлата , (мет) акриловой кислоты и бутил (мет) акрилата 10-20POLYMER EVYAZU10VR; B FOR MINBRALO- AND STBKLOVATNOE EDITIONS, containing water-soluble phenolformaldehyde resin and water-soluble acrylic copolymer, o tl and h ate c so that in order to increase the strength of the products in the initial state, the scientific research institute has a wad in place in the form of wy and inhale. It contains neutralized ammonium hydroxide to pH 7.5-8.6 as a water-soluble acryl: new copolymer to pH 7.5-8.6 p-feiyl aminoethyl methacrylate ternary copolymer, (meth) acrylic acid and-butyl (meth) acrylate at a mole ratio of 1, -5: 3.54: 1, 5-5, respectively, with the following m component ratio (dry basis),% by weight: water soluble phenol aldehyde resin odds 80-90 terpolymer |) -fenilaminoetilmetgosrylata, (meth) acrylic acid and butyl (meth) acrylate 10-20.

Description

DD

:л: l

4four

iNd Изобретение относитс к производству теплоизол ционных материалов, в частности к приготовлению синтетических св зующих дл изделий из минеральной или стекл нной . Известно св зующее дл изделий из стекловолокна, содержащее фенолформальдегидную смолу, модифицированную на стадии синтеза полиэтиленгликолем l . Однако издели , изготовленные с .использование модифицированных полиэтиленгликолем фенольных смол, не обладают по сравнению с изготовленными на немодифицированных смолах повышенными прочностнБгми показател ми во влажных услови х. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому .результату вл етс полимерное св зующеедл получени волокнистых изделий, содержащее водорастворимую Iфенолформальдегидную смолу и водорастворимый акриловый сополимер, получаемый взаимодействием акриловой кислоты и бутилакрилата 2. Однако использование этого св зую щего также не обеспечивает получени высоких прочностных свойств изделий а также достаточной прочности во вла ных услови х. Цель изобретени - повышение проч ности в исходном состо нии изделий из минеральной или стекл нной ваты и во влажных услови х. Поставленна цель достигаетс тем что полимерное св зующее, содержащее водорастворимую фенолформальдегидную смолу и водорастворимый акриловый сопо лимер,в качестве водорастворимого акрилового сополимера содержит нейтрали зованный гидроокисью аммони до рН 7,5 8,6 тройной сополимер /1-фениламиноэтилметакрилата , (мет)акриловой кис лоты и бутил(мет)акрилата при мольном соотношении 1,5-5 : 3,5-4 : 1,5 соответственно при следующем cootHO Шении компонентов (по сухому вещест ву) , мае. %: Водорастворима фенолформальдегидна смола 80-90 Тройной сополимер .р-фениламиноэтилметакрилата , (мет)акриловой кислоты и , бутил(мет)акрилата 10-20 Дл приготовлени св зующего при мен ют 50%-ные водные растворы фено формальдегид ной сйолы типа фенологспиртов (марка Б), синтезированных промышленных услови х с применением в качестве катализатора гидроокиси натри (ТУ 6-05-1164-75), тройные сополимеры р-фениламиноэтилметакрилата , акриловой или метакриловой кислоты и бутилакрилата или бутилме такрила1 а, вз тых в мольном сортношениисоответственно 1,5-5 : 3,5:4: : 1,5-5, предварительно нейтрализованные гидроокисью аммони до рН 7,5 8,6. Синтез сополимеров провод т в диметилсульфоксиде или уксусной кислоте (суммарна концентраци мономеров в растворе составл ет 2,94 моль/л), в атмосфере очищенного азота, в присутствии динитрила озоизомасл ной кислоты (концентраци инициатора 0,0289 моль/л) при в течение 1-3 ч. Полученные сополимеры осаждают из. реакционной смеси и переосаждают из диоксана в смесь петролейного эфира и бутилацетата (1:1), сушат до посто нного веса в вакууме при 3040С . Состав сополимеров определ ют по данным анализа на азот и карбоксильные группы. , Водно-аммиачный раствор тройных сополимеров приготавливают путем смешенил при перемешивании соответствующих количеств предварительно измельченного сополимера и воды дл получени гомогенной массы,затем дл нейтрализации СООН-групп сополимерадобавл ют эквивалентное количество ., . 25%-ной аммиачной воды jразбавл ют водои до содержани сухого вещества 7-10% и полученную смесь перемешивают до образовани гомогенного раствора. Св зующее приготавливают путем смешени соответбтвующих количеств 7-10%-ного водно-аммиачного раствора тройного сополимера с 50%-ньами фенолспиртами при посто нном перемешивании с последующим разбавлением водой до требуемой рабочей концентрации . Приме р.. Дл приготовлени .1 кг 12%-ного рабочего раствора св зующего , содержащего 90 мас.% резольной фенолформальдегидной смолы и 10 мас.% тройного сополимера (в пересчете на сухие вещества) , в- емкость, оборудованную мешалкой, загружают при комнатной температуре 216 г 50%-ной смолы, при посто нном перемешивании ввод т 120 г 10%-ного водно-аммиачного раствора тройного сополимера и 664 г воды и содержимое дополнительно перемешивают в течение 5-10 мин. Приготовленный рабочий раствор св зующего ввод т в минераловатный или стекловатный ковер любым общеизвестным методом. .После уплотнени ковра провод т его тепловую обработку дл отверждени св зуквдего и придани ему определенной формы. Режим тепловой обработки аналогичен обычно примен емому в производстве минераловатных и стекловатных изделий, изготовл емых на фенольном св зующем. Дл определени и сравнени прочностных свойств отвержденных св зующих до и после их выдержки в услови х повышенной влажности, изготавливаi юг лабораторные образцы на основе инертного наполнител - кварцевого песка (ГОСТ 6139-70) и св зующего (содержание последнего 3 мас.% от общей массы). После термоотверждени образцов при в течение 25 мин определ ют их предельную прочность при изгибе до и после выдержки в услови х повышенной влажности (96100% ).iNd The invention relates to the production of heat insulating materials, in particular to the preparation of synthetic binders for articles made of mineral or glass. A binder for glass fiber products containing phenol-formaldehyde resin, modified at the stage of synthesis with polyethylene glycol l, is known. However, products made with the use of polyethylene glycol-modified phenolic resins do not have higher strength properties than those made on unmodified resins in wet conditions. The closest to the invention to the technical essence and the achieved result is a polymer binder for the production of fibrous products, containing a water-soluble I-phenol-formaldehyde resin and a water-soluble acrylic copolymer, obtained by the interaction of acrylic acid and butyl acrylate 2. However, using this binder also does not provide a rectifier. products as well as sufficient strength in moisture conditions. The purpose of the invention is to increase the strength in the initial state of articles made of mineral or glass wool and in wet conditions. The goal is achieved by the fact that a polymeric binder containing a water-soluble phenol-formaldehyde resin and a water-soluble acrylic copolymer, as a water-soluble acrylic copolymer, contains a neutralized ammonium hydroxide to pH 7.5, a triple copolymer / 1-phenylamino-ethyl methacrylate is applied to a pH of 7.5, a 3/0-to-0-phenylamino-methyl-acrylate acrylate copolymer is neutralized by an ammonium hydroxide to a pH of 7.5, a triple copolymer / 1-phenylaminoethylmethacrylate is used by the ammonium hydroxide to pH 7.5; and butyl (meth) acrylate at a molar ratio of 1.5–5: 3.5–4: 1.5, respectively, at the next coitHO component (dry matter), May. %: Water-soluble phenol-formaldehyde resin 80-90 Ternary copolymer of p-phenylaminoethyl methacrylate, (meth) acrylic acid and butyl (meth) acrylate 10-20 For the preparation of the binder, 50% aqueous solutions of phenolic formaldehyde solvent type phenol alcohols are used ( grade B), synthesized industrial conditions using sodium hydroxide as catalyst (TU 6-05-1164-75), p-phenylamino-ethyl methacrylate ternary copolymers, acrylic or methacrylic acid and butyl acrylate or taryl 1-butylme, taken in a molar ratio; but 1.5-5: 3.5: 4:: 1.5-5, previously neutralized with ammonium hydroxide to pH 7.5 8.6. The copolymers are synthesized in dimethyl sulfoxide or acetic acid (the total concentration of monomers in the solution is 2.94 mol / l), in an atmosphere of purified nitrogen, in the presence of ozone-butyric acid dinitrile (initiator concentration 0.0289 mol / l) during 1 -3 h. The copolymers obtained are precipitated from. the reaction mixture and precipitated from dioxane into a mixture of petroleum ether and butyl acetate (1: 1), dried to constant weight in vacuo at 30 ° C. The composition of the copolymers is determined by analysis of nitrogen and carboxyl groups. The ammonia-water solution of the terpolymers is prepared by mixing, with stirring, appropriate amounts of pre-ground copolymer and water to obtain a homogeneous mass, then an equivalent amount is added to neutralize the COOH-groups of the copolymer. 25% ammonia water is diluted with water to a dry matter content of 7-10% and the resulting mixture is stirred until a homogeneous solution is formed. The binder is prepared by mixing appropriate amounts of a 7-10% aqueous ammonia solution of the terpolymer with 50% phenol alcohols with constant stirring, followed by dilution with water to the desired working concentration. Example .. For the preparation .1 kg of a 12% binder working solution containing 90% by weight of phenolic resins phenol-formaldehyde resin and 10% by weight of ternary copolymer (in terms of dry substances), in a container equipped with a stirrer, is loaded at at room temperature, 216 g of a 50% resin, with constant stirring, 120 g of a 10% aqueous ammonia solution of the ternary copolymer and 664 g of water are introduced and the contents are further stirred for 5-10 minutes. The prepared binder working solution is introduced into the mineral wool or glass wool carpet by any well-known method. .After compaction of the carpet, it is heat treated to cure the bond and give it a certain shape. The heat treatment mode is similar to that commonly used in the production of mineral wool and glass wool products manufactured on a phenolic binder. To determine and compare the strength properties of hardened binders before and after their aging in conditions of high humidity, we produce laboratory samples based on an inert filler, quartz sand (GOST 6139-70) and a binder (the content of the latter is 3 wt.% Of the total mass ). After the samples were cured for 25 minutes, their ultimate flexural strength was determined before and after exposure to conditions of high humidity (96100%).

Соотношение компонентов в сополимере и его свойства приведены в табл. 1.The ratio of components in the copolymer and its properties are given in table. one.

Составы полимерного св зующего приведены в табл. 2. The compositions of the polymeric binder are given in table. 2

Результаты испытани прочностных свойств отвержденных св зующих приведены в табл. 3. В табл. 1-2 прин ты следующие обозначени : ФФС фенолформальдегидна смола; АК - акрилова кислота; МАК - метакрилова кислота; БА - бутилакрилат; БМА бутилметакрилат; ФАЭМ - -фениламиноэтилметакрилат .The results of testing the strength properties of the cured binders are given in Table. 3. In table. 1-2 accept the following notation: CFF phenol formaldehyde resin; AK - acrylic acid; MAC - methacrylic acid; BA - butyl acrylate; BMA butyl methacrylate; PHAM - phenylaminoethyl methacrylate.

Из полученных результатов видно, что введением в фенолформальдегидную From the obtained results it can be seen that the introduction of phenol-formaldehyde

смблу 10-20 мас.% тройного сополиIмера ,вместо двойного сополимера ЬОзмржно значительно увеличить начальную прочность после выдержки отвержденного св зующего в услови х повы шейной влажности.Smblu 10-20 wt.% ternary copolymer, instead of a double copolymer, it is possible to significantly increase the initial strength after holding the cured binder under conditions of high humidity.

Особенно высокой прочностью обладает отвержденное рв зувощёе, содержащее 20 мас.% тройных сополимеров. В этом случае начальна прочность образцов по сравнению с известным св зующим повышаетс в 2-2,5 раза, а прочность после вьщержки в услови х повышенной влажности в 2-3 раза. Повышать количество вводимого в СМОЛУ тройного сополимера свыше 20% экономически невыгодно, поскольку повьвваетс стоимость св зующего. Кроме того, нет технической иеобходимости чрезмерно повышать прочность минераловатных и стекловатных изделий.Particularly high strength is hardened trough strength, containing 20 wt.% Ternary copolymers. In this case, the initial strength of the samples, as compared with the known binder, increases by 2-2.5 times, and the strength after losing in conditions of high humidity is 2-3 times. It is economically unprofitable to increase the amount of the terpolymer introduced into the TREE of the terpolymer by more than 20%, since the cost of the binder is increased. In addition, there is no technical and need to excessively increase the strength of mineral wool and glass wool products.

Таким образом, св зующее дает возможность повысить начальную проч ность минераловатиых или стеклюватных издеЛий, а также прочность при их хранении и злсплуатгщии з услови х повышенной влажности, т.ё. их) долговечность. Thus, the binder makes it possible to increase the initial strength of mineral wool or glass wool products, as well as durability during their storage and harmful conditions of high humidity, i.e. their) durability.

Т а б л ц а 1T a b l c and 1

77

1/4-2,9 1,6-3,1 1,2-2,71 / 4-2.9 1.6-3.1 1.2-2.7

90,1-91,6 89,9-91,4 90.,3-91,890.1-91.6 89.9-91.4 90., 3-91.8

12-1312-1312-1312-1312-1312-13

7,5-8,6 7,5-8,6 7,5-6,67.5-8.6 7.5-8.6 7.5-6.6

Показатель преломле НИН Refractive index NIN

1,3461,3471,3481,3461,3471,348

Определение по ГОСТ 8420-74Definition according to GOST 8420-74

7 .7

1,3-2,81,5-3,01,1-2,61.3-2.81.5-3.01.1-2.6

90,2-91,7 90,0-91,5 90,1-91,690.2-91.7 90.0-91.5 90.1-91.6

12-1312-13

7,5-8,67,5-8,67,5-8,67.5-8.67.5-8.67.5-8.6

1,3481,348

а but

90 8590 85

85 1585 15

1515

10 МА 10 MA

Таблица2Table 2

80 85 90 85 80 8080 85 90 85 80 80

2020

1515

10 15 2010 15 20

2020

Таблица 3Table 3

Claims

POLYMERIC BINDER FOR MINERAL AND GLASSY PRODUCTS, containing a water-soluble phenol-formaldehyde resin and a water-soluble acrylic copolymer, cohesive with the fact that, in order to increase the strength of the products in the initial state and in wet conditions, it is a water-soluble copolymer contains a neutralized ammonium hydroxide to a pH of 7.5-8.6 triple copolymer of B-fesuoy nylaminoethyl methacrylate ,, (meth) acrylic acid and butyl (meth) acrylate in a molar ratio of 1.5-5: 3.54: 1.5-5 respectively, at the following respectively Ocean components (by substance ^, wt.%:

Water-soluble phenol-formaldehyde resin Triple copolymer of β-phenylaminoethyl methacrylate, (meth) acrylic acid and butyl (meth) acrylate