СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОЛЯЦИОННЫХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ И ПОЛУЧЕННЫЕ ПРОДУКТЫ
PRODUCTION OF MINERAL COTTON-BASED INSULATING MATERIALS

Изобретение относится к способу получения термо- и/или звукоизоляционных продуктов на основе минеральной ваты, соединенных склеивающей композицией на основе термореактивной смолы, в частности, типа резола, целью которого является уменьшение выделения формальдегида. Способ отличается тем, что он содержит этап, состоящий в нанесении на изоляционный продукт, после сшивки термореактивной смолы, реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, выбранного из соединений с активной метиленовой группой или группами.
Изобретение относится также к изоляционным продуктам на основе минеральных волокон, полученным указанным способом получения.
Изоляционные продукты на основе минеральной ваты могут быть образованы из волокон, полученных разными способами, например известным методом внутреннего или внешнего центробежного прядения.
Внутреннее центрифугирование состоит во введении расплавленного материала (обычно стекла или каменной породы) в центробежное устройство, содержащее множество мелких отверстий, причем материал выталкивается к боковым стенкам устройства под действием центробежной силы и выходит в виде филаментов. На выходе центробежного устройства филаменты вытягиваются и увлекаются потоком газа, имеющим повышенные температуру и скорость, к приемному устройству, образуя слой волокон.
Что касается внешнего центрифугирования, оно состоит в выливании расплавленного материала на внешнюю периферийную поверхность вращающихся устройств, называемых роторами, откуда указанный материал выбрасывается под действием центробежной силы. Предусмотрены также устройства вытяжки газовым потоком и сбора на приемном устройстве.
Чтобы обеспечить сборку волокон друг с другом и обеспечить когезию слоя, на волокна на выходе центробежного устройства наносят склеивающую композицию, содержащую термореактивную смолу. Слой волокон, покрытых проклейкой, подвергают термической обработке (при температуре обычно выше 100°C) для поликонденсации смолы и получения таким образом термо- и/или звукоизоляционного продукта, имеющего особые свойства, в частности стабильность размеров, предел прочности на разрыв, восстановление толщины после сжатия и однородную окраску.
Склеивающая композиция чаще всего распыляется на волокна. Обычно склеивающая композиция включает в себя смолу (обычно находящуюся в виде водного раствора), добавки, такие как мочевина, один или несколько силанов, минеральное масло, гидроксид аммония, катализатор поликонденсации и воду.
Термореактивными смолами, использующимися чаще всего, являются фенольные смолы, относящиеся к семейству резолов. Эти смолы очень растворимы в воде, обладают хорошим сродством к минеральным волокнам, в частности стекловолокнам, позволяют получить упругие свойства и уже упоминавшееся восстановление толщины у изоляционных продуктов и относительно недороги.
Резолы получают конденсацией фенольного соединения и альдегида в присутствии основного катализатора при мольном отношении альдегид/фенольное соединение больше 1 и в условиях реакции, которые позволяют иметь минимальную долю свободного фенольного соединения. Эти резолы обычно содержат свободный альдегид в количестве, которое зависит от используемого мольного отношения альдегид/фенольное соединение.
Чаще всего использующимися резолами являются конденсаты фенола и формальдегида. Недостаток этих резолов связан, в частности, с присутствием свободного формальдегида, который может выделяться в атмосферу при получении изоляционного продукта в производственной линии и/или самим изоляционным продуктом со временем.
Для устранения этого недостатка принято добавлять в резол достаточное количество мочевины, которая реагирует со свободным формальдегидом, образуя мочевиноформальдегидные конденсаты (смотри EP 0 148050A1). Полученная смола содержит конденсаты фенола с формальдегидом и мочевины с формальдегидом, имеющим содержание свободного формальдегида и свободного фенола, относительно полного веса жидкости, меньше или равное 3% и 0,5% соответственно.
Однако было установлено, что эта смола нестабильна в температурных условиях, каким подвергаются проклеенные волокна, чтобы получить сшивку резола: мочевиноформальдегидные конденсаты разлагаются и выделяют формальдегид и аммиак, что увеличивает количество нежелательных газов, требующих очистки перед выбросом в атмосферу.
Было также установлено, что формальдегид может выделяться из конечного продукта при его применении в качестве термо- и/или звукоизоляции под действием температурных и гигрометрических изменений, связанных с климатическими циклами.
Уже несколько лет законодательство относительно нежелательных выбросов становится все более и более строгим и стремится ограничить, в частности, количества формальдегида, который может выделяться термо- и/или звукоизоляционным продуктом.
Предлагались альтернативные решения для замены резолов смолами, в которых нет формальдегида, например эпоксидными смолами и полиэфирными смолами, в частности, полученными реакцией поливинилового спирта и многоосновной кислоты, или многоосновной акриловой кислоты и полиола. Однако эти смолы очень дороги. Если не считать эпоксидных смол, эти смолы для их применения требуют, кроме того, особых установок, способных к сопротивлению кислотной коррозии (pH этих смол обычно ниже 4, даже 3), что влечет существенные дополнительные расходы.
Целью настоящего изобретения является предложить способ получения термо- и/или звукоизоляционного продукта на основе минеральной ваты, проклеенной термореактивной смолой, в частности, резольного типа, позволяющий снизить количество формальдегида, который может выделяться указанным изоляционным продуктом.
Другой целью изобретения является дать способ, который не влияет существенно на качество продуктов, в частности характеристики термо- и/или звукоизоляции и на механические свойства.
Другой целью изобретения является предложить способ, который отвечает требованиям промышленного производства, который легок в реализации и не требует существенных модификаций обычных производственных линий.
Для достижения этих целей изобретение предлагает добавить к способу получения минеральной ваты этап, который состоит в нанесении на изоляционный продукт композиции реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, выбранного из соединений с активной метиленовой группой или группами, после сшивки термореактивной смолы.
Как уже указывалось, получение термо- и/или звукоизоляционных продуктов на основе минеральной ваты известно (смотри, в частности, EP-A-0 189354 и EP-A-0 519797).
Классически, линия по производству стекловаты внутренним центрифугированием содержит ряд центробежных устройств. Волокна, которые вытекают под действием центробежной силы, обрабатывают склеивающей композицией и затем собирают на приемных устройствах типа всасывающей конвейерной ленты, причем волокна, поступающие с каждого центробежного устройства, осаждаются в виде последовательных слоев на ленту, которая проводит их затем в печь, оборудованную формовочными валиками. Термическая обработка, проводимая при прохождении через печь, позволяет высушить, сшить и отвердить склеивающую композицию. На выходе из печи изоляционный продукт состоит из волокон, связанных сшитой склеивающей композицией и обычно нарезанных на желаемые размеры перед укладкой, например, в виде одной или несколько панелей или рулонов.
Способ согласно настоящему изобретению содержит этап, состоящий в нанесении композиции реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, выбранного из соединений с активной метиленовой группой или группами, на изоляционный продукт после сшивки резола, содержащегося в склеивающей композиции.
Обработка изоляционного продукта композицией, содержащей указанный реагент, осуществляется после устройства термообработки, типа печи, целью которой является получить сшивку склеивающей композиции.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, особенно выгодному с точки зрения промышленности, нанесение композиции реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, осуществляют в непрерывном режиме на производственной линии.
Хотя предпочтительно наносить композицию реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, на резаный продукт как можно позднее, перед укладкой, нельзя исключить, что указанная композиция может быть нанесена автономно на готовый продукт, причем даже если это влечет дополнительный этап сушки в атмосферном воздухе или подходящими нагревательными средствами, чтобы удалить воду и сорастворитель(и) композиции, как это будет поясняться ниже.
Выгодно, чтобы композиция, содержащая реагент, способный взаимодействовать с формальдегидом, наносилась непосредственно на выходе из печи, пока изоляционный продукт еще теплый, то есть имеет температуру порядка 50-80°C, предпочтительно 60-70°C. Этот способ действия вдвойне выгоден: он позволяет обрабатывать изоляционный продукт только на поверхности, позволяя реагенту, способному взаимодействовать с формальдегидом, проникнуть в продукт на толщину, которая может варьироваться от нескольких мм до нескольких см в зависимости от плотности продукта; он позволяет эффективную сушку путем быстрого удаления воды и сорастворителя(ей), пользуясь теплом, содержащимся в изоляционном продукте, на выходе их печи.
Нанесение композиции реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, может проводиться любым известным средством, подходящим для нанесения жидкостей, в частности распылением и поливом или намазыванием валиком.
Нанесение осуществляют на верхнюю сторону изоляционного продукта, выходящего из печи, и при необходимости на нижнюю поверхность, благоприятно распылением на верхнюю сторону и промазкой валиком на нижней стороне.
Склеивающая композиция, подходящая для применения в рамках изобретения, содержит смолу, способную сшиваться под действием тепла, в частности резол типа фенолформальдегида, предпочтительно резол, какой описан в WO-A-99/03906 и WO-A-01/96254, или резол типа фенол-формальдегид-амина, какой описан в WO-A-2008/043960 и WO-A-2008/043961.
Склеивающая композиция может содержать мочевину в количестве, которое может доходить до 50 частей мочевины на 100 частей, в сухом весе, смеси, состоящей из смолы и мочевины.
Обычно склеивающая композиция содержит, кроме того, указываемые ниже добавки в следующих весовых пропорциях, выраженных в частях на 100 частей сухого веса смолы и, при необходимости, мочевины:
- 0-10 частей катализатора поликонденсации, например сульфата аммония, предпочтительно менее 7 частей,
- 0-2 части силана, в частности аминосилана,
- 0-20 частей масла, предпочтительно 6-15 частей,
- 0-20 частей гидроксида аммония (раствор 20 вес.%), предпочтительно менее 12 частей.
Роль добавок известна, кратко напомним: мочевина позволяет устанавливать время гелеобразования склеивающей композиции, чтобы избежать возможных проблем преждевременного гелеобразования; сульфат аммония служит катализатором поликонденсации (в печи при высокой температуре) после распыления склеивающей композиции на волокна; силан является агентом сочетания между волокнами и смолой и одновременно играет роль добавки от старения; масла являются гидрофобными добавками и добавками от старения; гидроксид аммония играет роль замедлителя поликонденсации при низких температурах.
Склеивающая композиция наносится на минеральные волокна из расчета от 2 до 15% в сухом весе от полного веса волокон, предпочтительно от 4 до 10%, в частности порядка 5%.
Температура сшивки склеивающей композиции в устройстве термообработки типа печи обычно составляет от 75 до 300°C, предпочтительно от 100 до 250°C.
Реагент, способный взаимодействовать с формальдегидом, выбран из соединений с активной метиленовой группой или группами, предпочтительно отвечающих следующим формулам:
- Формула (I)
в которой:
1
2
1
20
1
6
- R и R, одинаковые или разные, означают атом водорода, алкильный радикал C-C, предпочтительно C-C, радикал амино или радикал формулы
4
в которой R означает радикал
или радикал
5
3
где R=H или -CH,
и p является целым числом в интервале от 1 до 6,
3
1
10
- R означает атом водорода, алкильный радикал C-C, фенильный радикал или атом галогена,
- a равно 0 или 1,
- b равно 0 или 1, и
- n равно 1 или 2.
Предпочтительными соединениями формулы (I) являются:
- 2,4-пентандион:
1
3
2
3
3
R=-CH; R=-CH; R=H; a=0; b=0; n=1
- 2,4-гександион:
1
2
3
2
3
3
R=-CH-CH; R=-CH; R=H; a=0; b=0; n=1
- 3,5-гептандион
1
2
3
2
2
3
3
R=-CH-CH; R=-CH-CH; R=H; a=0; b=0; n=1
- 2,4-октандион:
1
3
2
2
3
3
3
R=-CH; R=-(CH)-CH; R=H; a=0; b=0; n=1
- ацетоацетамид:
1
3
2
2
3
R=-CH; R=-NH; R=H; a=0; b=0; n=1
- N-монометилацетоацетамид:
1
3
2
3
3
R=-CH; R=-NH(CH); R=H; a=0; b=0; n=1
- N-моноэтилацетоацетамид:
1
3
2
2
3
3
R=-CH; R=-NH(CH-CH); R=H; a=0; b=0; n=1
- N,N-диметилацетоацетамид:
1
3
2
3
2
3
R=-CH; R=-N(CH); R=H; a=0; b=0; n=1
- N,N-диэтилацетоацетамид:
1
3
2
2
3
2
3
R=-CH; R=-N(CH-CH); R=H; a=0; b=0; n=1
- ацетоуксусная кислота:
1
3
2
3
R=-CH; R=H; R=H; a=0; b=1; n=1
- метилацетоацетат:
1
3
2
3
3
R=-CH; R=-CH; R=H; a=0; b=1; n=1
- этилацетоацетат:
1
3
2
2
3
3
R=-CH; R=-CH-CH; R=H; a=0; b=1; n=1
- н-пропилацетоацетат:
1
3
2
2
2
3
3
R=-CH; R=-(CH)-CH; R=H; a=0; b=1; n=1
- изопропилацетоацетат:
1
3
2
3
2
3
R=-CH; R=-CH(CH); R=H; a=0; b=1; n=1
- изобутилацетоацетат:
1
3
2
2
3
2
3
R=-CH; R=-CH-CH(CH); R=H; a=0; b=1; n=1
- трет-бутилацетоацетат:
1
3
2
3
3
3
R=-CH; R=-C(CH); R=H; a=0; b=1; n=1
- н-гексилацетоацетат:
1
3
2
2
5
3
3
R=-CH; R=-(CH)-CH; R=H; a=0; b=1; n=1
- малонамид:
1
2
2
2
3
R=-NH; R=-NH; R=H; a=0; b=0; n=1
- малоновая кислота:
1
2
3
R=H; R=H; R=H; a=1; b=1; n=1
- диметилмалонат:
1
3
2
3
3
R=-CH; R=-CH; R=H; a=1; b=1; n=1
- диэтилмалонат:
1
2
3
2
2
3
3
R=-CH-CH; R=-CH-CH; R=H; a=1; b=1; n=1
- ди-н-пропилмалонат:
1
2
2
3
2
2
2
3
3
R=-(CH)-CH; R=-(CH)-CH; R=H; a=1; b=1; n=1
- диизопропилмалонат:
1
3
2
2
3
2
3
R=-CH(CH); R=-CH(CH); R=H; a=1; b=1; n=1
- ди-н-бутилмалонат:
1
2
3
3
2
2
3
3
3
R=-(CH)-CH; R=-(CH)-CH; R=H; a=1; b=1; n=1
- ацетондикарбоновая кислота:
1
2
3
R=H; R=H; R=H; a=1; b=1; n=2
- диметилацетондикарбоксилат:
1
3
2
3
3
R=-CH; R=-CH; R=H; a=1; b=1; n=2
- 1,4-бутандиолдиацетат
1
3
2
2
4
2
3
3
R=-CH; R=-(CH)-O-CO-CH-CO-CH; R=H; a=0; b=1; n=1
- 1,6-гександиолдиацетат
1
3
2
2
6
2
3
3
R=-CH; R=-(CH)-O-CO-CH-CO-CH; R=H; a=O; b=1; n=1
- метакрилоксиэтилацетоацетат:
1
3
2
2
2
3
2
3
R=-CH; R=-(CH)-O-CO-C(CH)=CH; R=H; a=O; b=1; n=1.
- Формула (II)
в которой
6
- R означает радикал циано или радикал
в котором:
8
1
20
1
6
- R означает атом водорода, алкильный радикал C-C, предпочтительно C-C, или радикал амино;
- c равно 0 или 1; и
7
1
10
- R означает атом водорода, алкильный радикал C-C, фенильный радикал или атом галогена.
Предпочтительными соединениями формулы (II) являются:
- 2-метилцианоацетат:
6
3
7
R=-CO-O-CH; R=H
- 2-этилцианоацетат:
6
2
3
7
R=-CO-O-CH-CH; R=H
- 2-н-пропилцианоацетат:
6
2
2
3
7
R=-CO-O-(CH)-CH; R=H
- 2-изопропилцианоацетат:
6
3
2
7
R=-CO-O-CH(CH); R=H
- 2-н-бутилцианоацетат:
6
2
3
3
7
R=-CO-O-(CH)CH; R=H
- 2-изобутилцианоацетат:
6
2
3
2
7
R=-CO-O-CH-CH(CH); R=H
- 2-трет-бутилцианоацетат:
6
3
3
7
R=-CO-O-C(CH); R=H
- 2-цианоацетамид:
6
2
5
R=-CO-NH; R=H
- пропандинитрил:
6
5
R=-C≡N; R=H
- Формула (III)
в которой
9
3
- R означает радикал C≡N или -CO-CH; и
- q является целым числом в интервале от 1 до 4.
Предпочтительными соединениями формулы (III) являются:
- (триметилолпропан)триацетоацетат:
9
3
R=-CO-CH; q=1
- (триметилолпропан)трицианоацетат:
9
R =-C≡N; q=1
- Формула(IV)
в которой
- A означает радикал  или ; и
- r равно 0 или 1.
Предпочтительными соединениями формулы (IV) являются:
- 1,3-циклогександион:
2
3
A=-(CH)-; r=0
- кислота Мелдрума:
3
2
A=-C(CH)-; r=1
Композиция реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, подходящая в рамках изобретения, содержит по меньшей мере одно соединение с активными метиленовыми группами, отвечающее какой-либо из указанных выше формул (I)-(IV).
Как уже упоминалось, композиция указанного реагента наносится в жидкой форме на изоляционный продукт после сшивки склеивающей композиции.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления композиция реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, находится в виде раствора, дисперсии или эмульсии в жидкой фазе, состоящей в основном (более 50 вес.%) из воды и одного или нескольких органических сорастворителей указанного реагента, причем эти сорастворители предпочтительно имеют низкие токсичность и воспламеняемость, благоприятно нулевые. Предпочтительно жидкая фаза содержит от 75 до 90 вес.% воды.
Содержание реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, составляет от 0,1 до 90 вес.% композиции, предпочтительно от 0,5 до 50%, еще более предпочтительно от 1 до 20%.
Согласно другому подходящему варианту осуществления, когда реагент, способный взаимодействовать с формальдегидом, является жидким, указанный реагент наносят прямо на изоляционный продукт, не добавляя воды и возможных сорастворителей. Под "жидким" здесь понимается, что указанный реагент имеет вязкость ниже 0,3 Па·с при 25°C. Таким образом, указанный реагент может использоваться как таковой при температуре окружающей среды или даже после того, как он был умеренно нагрет для того, чтобы он стал жидким и мог наноситься в вышеуказанных условиях. Температура нагрева должна быть ниже температуры разложения указанного реагента.
Реагент, способный взаимодействовать с формальдегидом, наносят на изоляционный продукт в количестве, достаточном, чтобы позволить реакцию со свободным формальдегидом, присутствующим в склеивающей композиции, и с формальдегидом, который может выделяться позднее в условиях применения, в основном под действием климатических циклов.
2
2
2
Как общее правило, композиция реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, наносится в таких условиях, чтобы количество (в сухом весе) указанного реагента варьировалось от 0,01 до 50 г на м конечного изоляционного продукта, предпочтительно от 0,1 до 10 г/м и еще более предпочтительно от 0,2 до 5 г/м.
Способ согласно изобретению применим к любым изоляционным продуктам, содержащим минеральные волокна, связанные между собой сшитой смолой, причем указанный продукт может иметь разную толщину и плотность. Этот продукт может быть, в частности, тонким полотном, матом или войлоком и может быть снабжен на одной из сторон облицовкой, например, типа крафт-бумаги.
Минеральные волокна могут состоять из стекла или каменной породы и иметь длину и диаметр, которые меняются в зависимости от применения изоляционного продукта.
Объектом изобретения является также устройство для осуществления описанного выше способа.
Устройство, содержащее линию по производству минеральной ваты, в частности, способом внутреннего центрифугирования, содержит множество блоков прядильных элементов, по меньшей мере один элемент приема/проведения волокон, выходящих с прядения, один или несколько элементов нанесения склеивающей композиции и один или несколько элементов термообработки типа печи, причем это устройство отличается тем, что оно содержит, кроме того, по меньшей мере одну штангу для разбрызгивания композиции реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, на верхнюю сторону изоляционного продукта, за элементами термообработки.
Для обработки изоляционного продукта композицией реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, устройство содержит одну или несколько штанг для разбрызгивания, расположенных выше верхней стороны изоляционного продукта. Предпочтительно штанга или штанги содержат линию подачи, снабженную разбрызгивающими соплами, регулярно распределенными по длине штанги (штанг). Эти сопла способны давать расширяющиеся струи жидкости различной формы, которую специалист сумеет выбрать в зависимости от намеченного применения, предпочтительно "плоские" струи (не конические). Относительная конфигурация штанги и обрабатываемого продукта регулируется таким образом, чтобы нанесение композиции реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, было регулярным на поверхности продукта, что можно получить, обеспечивая, чтобы жидкие струи соединялись выше или на продукте.
Выгодно, чтобы штанга или штанги для распыления были расположены вблизи устройства термообработки типа печи. Предпочтительно первая штанга находится напротив устройства, обеспечивающего сушку указанного продукта, благоприятно всасывающего устройства, находящегося под нижней стороной изоляционного продукта.
При необходимости устройство может содержать, кроме того, один или несколько валиков для нанесения покрытия, позволяющих нанести композицию реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, на нижнюю сторону изоляционного продукта, предпочтительно расположенных за элементом(ами) термообработки и устройством, обеспечивающим сушку указанного продукта.
Объектом изобретения является также термо- и/или звукоизоляционный продукт, полученный способом согласно изобретению.
Таким образом, изоляционный продукт содержит на поверхности реагент, способный вступать во взаимодействие с формальдегидом, выбранный из указанных выше соединений формул (I)-(IV).
2
2
2
Как уже уточнялось, количество (в массе сухого вещества) реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, присутствующим в конечном изоляционном продукте, варьируется от 0,01 до 50 г на м конечного изоляционного продукта, предпочтительно от 0,1 до 10 г/м, еще более предпочтительно от 0,2 до 5 г/м. Это количество является достаточным для осуществления реакции с формальдегидом, способным выделяться в условиях применения изоляционного продукта, в основном из-за действия климатических циклов.
Изобретение описывается более подробно на фигуре 1, которая показывает схематический вид линии по производству стекловаты методом внутреннего центрифугирования.
На фигуре 1 линия 1 содержит несколько устройств 2 внутреннего центрифугирования, расположенных последовательно и снабжаемых расплавленным стеклом по линии 3, идущей из печи для расплавления стеклянного сырья (не показана). Стекловолокна 4, распределенные в виде тора, выбрасываются из устройства 2 и обрабатываются склеивающей композицией, выдаваемой разбрызгивательными кольцами 5. Проклеенные волокна осаждаются под действием силы тяжести на транспортировочное устройство 6, например ленточный конвейер, оборудованный всасывающим устройством 7, служащий для поддержания волокон, чтобы образовать непрерывную полосу 8, которая осуществляют до печи 9, снабженной устройствами 10, 11 формования полосы 8.
В печи 9 склеивающая композиция сшивается и связывает волокна и изоляционный продукт 12 доводится до желаемых размеров, в частности желаемой толщины. На выходе из печи непрерывная полоса изоляционного продукта 12 проходит ниже устройства сушки 19, подающего горячий воздух (в направлении, указанном стрелкой), и выше всасывающего устройства 13, функцией которого является отведение газов, содержащихся в продукте, и ускорение охлаждения продукта. Устройство сушки 19 может быть выбрано из устройств, известных специалисту, например, состоящих из по меньшей мере одной газовой горелки и/или по меньшей мере одного генератора микроволнового или инфракрасного излучения.
Полоса продукта режется затем на по существу параллелепипедные плиты, которые укладывают в виде рулонов или свернутых или несвернутых лент, затем упаковывают (средства резки и упаковки не показаны).
Согласно изобретению к этой традиционной производственной линии добавлен этап обработки композицией реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, в водной фазе, верхней стороны 14 изоляционного продукта 12, и при необходимости противоположной стороны (нижняя сторона), сразу после выхода из печи 9.
Эту обработка осуществляют с помощью штанги 15 для разбрызгивания, снабжаемой композицией реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом по линии 16, вдоль штанги регулярно распределены сопла 17 (для большей ясности штанга показана внизу фигуры 1 в увеличенном виде спереди). Сопла создают расходящиеся струи 18, предпочтительно плоские, которые слабо проникают друг в друга до достижения верхней стороны 14 изоляционного продукта 12. Условия применения сопел, в частности количество распыляемой жидкости и давление распыления, регулируются так, чтобы продукт был пропитан композицией реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, на толщину, составляющую от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Штанга 15 для разбрызгивания помещается выше продукта 12 по существу в горизонтальной плоскости на расстоянии, которое может доходить до 200 см, предпочтительно примерно 20-80 см, от лицевой поверхности 14 и поперек оси смещения продукта 12, с помощью портального устройства (не показано). Штанга для разбрызгивания также помещается вблизи выхода печи на расстоянии, не превышающем 500 см, предпочтительно 200 см, и благоприятно составляющем от 30 до 100 см, предпочтительно выше всасывающего устройства 13, чтобы позволить проникание реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, в толщу изоляционного продукта.
Следующие примеры позволяют проиллюстрировать изобретение, однако не ограничивают его.
В примерах проводят следующие испытания:
- Восстановление толщины: изоляционный продукт сжимают со степенью сжатия (определенной как отношение номинальной толщины к толщине при сжатии), равной 8/1, в течение 1, 12, 30 и 90 дней. После снятия сжимающего усилия измеряют толщину изоляционного продукта и рассчитывают восстановление толщины, определенное как отношение толщины продукта, который был сжат (до указанной выше степени сжатия) к номинальной толщине. Измерение восстановления толщины, выраженное в %, позволяет оценить хорошую стабильность размеров продукта.
- Предел прочности на разрыв: его измеряют согласно стандарту ASTM C 686-71T на образце, вырезанном штамповкой из изоляционного продукта. Образец имеет форму тора длиной 122 мм, шириной 46 мм, радиусом кривизны при вырезании по внешнему краю, равным 38 мм, и радиусом кривизны при вырезании по внутреннему краю, равным 12,5 мм.
Образец помещают между двумя цилиндрическими зажимами машины для испытаний, один из которых подвижный и смещается с постоянной скоростью. Измеряют усилие разрыва F (в граммах силы) образца и рассчитывают предел прочности на разрыв RT, определяемый как отношение усилия разрыва F к массе образца.
Предел прочности на разрыв измеряют после изготовления (исходный предел прочности на разрыв) и после ускоренного старения в автоклаве в течение 15 минут при температуре 105°C и относительной влажности 100% (RT15).
- Выделение формальдегида из изоляционного продукта: эмиссию измеряют в условиях стандартов ISO 16000 и EN 13419. Измерение выделившегося формальдегида проводят через 1 день испытания при температуре 23°C и относительной влажности 50%. Количество формальдегида измеряют методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) и реакцией после колонки в условиях стандарта ASTM D 5910-96, измененного в том, что подвижной фазой является вода, забуференная до pH 6,8, в том, что температура печи равна 90°C, и в том, что детектирование осуществляют на 420 нм.
Пример 1
2
На производственной линии, изображенной на фигуре 1, получают изоляционный продукт из стекловаты, имеющий поверхностную плотность примерно 850 г/м.
Склеивающая композиция содержит, в весовых частях:
- фенолформальдегидный резол (пример 2, опыт 1 из документа WO 01/96254 A1)
60
- мочевина
40
- сульфат аммония
3
- силан (Silquest<sup></sup> A 1100, выпускаемый OSI)
1
- минеральное масло
9,5
- гидроксид аммония
1,2
Склеивающую композицию наносят на волокна из расчета 4,7 вес.% сухих веществ от конечного изоляционного продукта. Проклеенные волокна обрабатывают затем в печи при 260°C.
2
2
Композиция реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, представляет собой водный раствор 12 вес.% ацетоацетамида (пример 1a) или диметилацетондикарбоксилата (пример 1b). Эту композицию распыляют на верхнюю сторону изоляционного продукта после печи из расчета 20 г/м (то есть 2,4 г сухих веществ на м изоляционного продукта). Устройство сушки 19 представляет собой газовую горелку, которая создает горячий воздух (110-150°C) на верхней стороне 14 изоляционного продукта.
Изоляционный продукт, обработанный реагентом, способным взаимодействовать с формальдегидом (примеры 1a и 1b), и необработанный (сравнительный пример 1), подвергают испытанию на выделение формальдегида. Результаты измерений приведены в таблице 1.
Пример 2
Действуют в условиях примера 1, измененных в том, что склеивающая композиция содержит резол с низким содержанием свободного формальдегида.
Склеивающая композиция содержит, в весовых частях:
- фенол-формальдегид-моноэтаноламиновый резол (пример 1 из WO-A-2008/043960)
80
- мочевина
20
- сульфат аммония
3
- силан (Silquest<sup></sup> A 1100, выпускаемый OSI)
1
- минеральное масло
9,5
2
2
2
2
Композиция реагента, способного взаимодействовать с формальдегидом, представляет собой водный раствор 12 вес.% ацетоацетамида (примеры 2a и 2b) или диметилацетондикарбоксилата (примеры 2c и 2d). Эту композицию распыляют на верхнюю сторону изоляционного продукта после печи из расчета 20 г/м (то есть 2,4 г сухих веществ на м изоляционного продукта) и 10 г/м (то есть 1,2 г сухих веществ на м изоляционного продукта) соответственно.
Изоляционный продукт, обработанный реагентом, способным взаимодействовать с формальдегидом (примеры 2a - 2d), и необработанный (сравнительный пример 2), подвергают испытанию на выделение формальдегида. Результаты измерений приведены в таблице 1.
<b>Таблица 1</b>
Реагент, способный взаимодейст-вовать с формальдегидом
Коли-чество (г/м<sup>2</sup>)
Выделение формальдегида (мкг/м<sup>3</sup>)
Восстановление толщины (%)
Предел прочности на разрыв (Г/г)
1 день
12 дней
30 дней
90 дней
началь-ный
после старения
потеря (%)
Пр. 1a
Ацетоацетамид
20
<5
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
Пр. 1b
Диметилацетон дикарбоксилат
20
8
141,9
138,7
136,0
134,0
273,03
211,51
22,53
Ср.пр.1
-
-
45
141,3
141,3
138,8
134,7
265,38
203,64
23,26
Пр. 2a
Ацетоацетамид
20
<5
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
Пр. 2b
Ацетоацетамид
10
<5
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
Пр. 2c
Диметилацетон дикарбоксилат
20
<5
139,5
n.d.
132,7
129,4
227,13
201,69
11,20
Пр. 2d
Диметилацетон дикарбоксилат
10
<5
137,4
n.d.
127,9
127,8
211,37
201,07
4,80
Ср.пр.2
-
-
12,5
135,4
n.d.
124,8
128,7
234,99
190,57
18,90
n.d.: не определено