[发明专利]用于无机纤维的水性粘合剂及使用其的绝热和/或隔音材料

说明书

发明领域

本发明涉及一种用于无机纤维的水性粘合剂，该粘合剂不含甲醛，可较好地用于包含无机纤维(如玻璃绒或矿毛绝缘纤维)的绝热和/或隔音材料；本发明还涉及使用所述粘合剂由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料。

背景技术

迄今为止，在包含无机纤维(如玻璃绒或矿毛绝缘纤维)的绝热和/或隔音材料中，广泛使用主要包含苯酚-甲醛树脂(或可溶酚醛树脂类酚醛树脂)的酚醛树脂基粘合剂作为将纤维相互粘合的粘合剂。这些酚醛树脂基粘合剂在相对短的时间内经加热固化，得到具有一定强度的固化产品。因此，使用这些粘合剂由无机纤维制得的绝热和/或隔音材料在形稳性、压缩包装后打开时厚度复原性以及抗弯强度等方面表现优异。

然而，当使用该酚醛树脂基粘合剂时，在产品的制造过程中，尤其在粘合剂固化过程中，甲醛会大量释放在空气中。因此，对这些释放的甲醛进行处理和/或控制成为难题。尤其是近来强调要减少环境负担，通过法律进行管理已成必然，以控制释放到空气中的甲醛的量。所以需要环境负担小的由无机纤维制得的绝热和/或隔音材料，对此也提出了很多建议。

例如，JP-A-06-184285提出了一种可固化的水性组合物，该组合物含有(a)含有至少两个羧酸酯基、酸酐基或其盐的多元酸，(b)含有至少两个羟基的多元醇，以及(c)含磷的促进剂，其中羧酸酯基、酸酐基或其盐的当量与羟基当量之比约为1/0.01至1/3，而且其中约35％或更少的羧酸酯基、酸酐基或其盐用非挥发性的碱进行中和。

另外，美国专利No.6,331,350公开了一种用于玻璃纤维的粘合剂，该粘合剂包含一种水溶性组合物，该组合物包含一种数均分子量小于5000的多羧酸聚合物以及一种多元醇，其中羧酸粘合剂的pH值调节至小于3.5。

另外，JP-A-2000-508000公开了一种不含甲醛的水性粘合剂，其包含A)一种通过自由基聚合得到的聚合物，该聚合物含有5至100质量％的烯类不饱和酸酐或烯类不饱和二元羧酸，其羧酸根基团可形成酸酐基，以及B)至少具有两个羟基的链烷醇胺。

还有人提出了多种用于无机纤维的粘合剂，这些粘合剂主要由上述多羧酸组成。

上述多羧酸酯树脂基粘合剂(例如丙烯酸树脂基粘合剂)具有以下特性：在弱酸至弱碱的pH范围，粘合剂中的羧基与用作交联剂的多元醇中的羟基呈低的反应性，因此酯化反应难以充分进行。结果，粘合剂的交联反应很难完成。所以，当将上述粘合剂的pH范围调节至弱酸至弱碱范围时，由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料的各种物理性能会变差。例如，在高湿度下形状恢复性和/或抗弯强度等物理性能会由于粘合剂性能退化而变差。因此，丙烯酸树脂基粘合剂不适宜于在弱酸至弱碱的pH范围内使用。通常，使用丙烯酸树脂基粘合剂时将其pH调节至3左右的强酸性pH范围，由此促进交联反应。然而在此情况下，制造设备(如粘合剂进料管、喷雾器、用于淀积无机纤维的筛网输送机)会被酸所侵蚀，由此导致了设备维护以及设备本身费用增加的问题。同时也存在对排放的强酸废料进行处理的费用问题。

另外，上述丙烯酸树脂基粘合剂的交联是与酯键发生的。对于无机纤维(尤其是玻璃纤维)会产生以下问题，即由于空气中的湿气玻璃中的碱金属组分会以碱离子的形式被洗提，然后所述碱离子水解粘合剂交联部分的酯键，从而破坏粘合剂对于纤维的粘合力。

因此，本发明的一个目的是提供一种用于无机纤维的水性粘合剂，该粘合剂不含甲醛，具有很高的强度，而且适宜于在弱酸至弱碱范围的pH条件下使用，由此得到由所述粘合剂构成的固化产品，该产品即使使用一段时间之后仍然具有很高的强度；本发明还提供了使用所述粘合剂由无机纤维制成的绝热和/或隔音材料。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供一种用于无机纤维的水性粘合剂，包括：

丙烯酸树脂，其酸值为350至850mgKOH/g；

含有至少一种二烷醇胺的交联剂；以及

固化促进剂，

所述交联剂中羟基和亚氨基的总数与丙烯酸树脂中羧基总数的摩尔比为0.8∶1至1.5∶1，而且

所述粘合剂的pH值用挥发性碱性化合物调节至6.0至8.0。