[发明专利]矿物棉产品用多异氰酸酯基粘合剂

说明书

本发明涉及一种适合用作矿物纤维，即人造玻璃质纤维(MMVF) 用粘合剂的组合物，所述矿物纤维例如玻璃熔渣或岩棉，即矿物棉， 涉及一种用于提供这种组合物的方法，一种用这种粘合剂提供的矿物 棉产品，和所述组合物作为矿物纤维粘合剂的用途。

矿物棉产品通常包括由固化的热固性聚合物材料粘结在一起的矿 物纤维。熔融的玻璃、熔渣或岩棉的一个或多个料流被引入纤维，并 被吹入到成形容器中，在那里它们以网状沉积在移动的传送带上。当 纤维在成形容器中气载时和当纤维仍然热时，用粘合剂喷涂该纤维。 涂布的纤维网然后从容器转移到固化炉，在那里加热的空气吹过该毡 片，使粘合剂固化并将矿物棉纤维牢固地粘结在一起。

酚醛粘合剂被广泛地用于矿物棉工业，因为它们在未固化状态下 具有低粘度，但是当固化时对于矿物纤维仍形成硬质热固性聚合物基 体。但是，由于加工过程中使用和释放不利于环境的化学品，酚醛粘 合剂正日益变得不符合要求。

本发明的目的是提供一种粘合剂组合物，其具有优异的粘合性和 耐火性能，并且从使用或劳动卫生观点来看是可接受的。一个重要的 优点是该粘合剂对于环境没有过度的生态负荷。

因此本发明提供一种矿物棉用粘合剂，包括有机多异氰酸酯组合 物和碱金属硅酸盐水溶液。

根据本发明，在施涂或固化该粘合剂时，没有过量的有害物质释 放进环境中。该粘合剂在回复性方面也是优异的。

碱金属硅酸盐同时起作为便宜的稀释剂和本身作为粘合剂的作 用。其还起聚脲反应的催化剂的作用，并且改善多异氰酸酯-水玻璃混 合物在纤维上的粘合性。碱金属硅酸盐还使粘合剂的可燃性降低，这 将有助于最终矿物纤维毡片获得优异的耐火性能。

用于本发明的多异氰酸酯可以包括许多多异氰酸酯，包括但不限 于甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)型异氰酸酯和这 些异氰酸酯的预聚物。优选该多异氰酸酯在其结构中具有至少一个和 优选至少两个芳族环，并且是液体产品。官能度大于2的聚合异氰酸 酯是优选的。

用于本发明的二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)可以是其2，4′-、2，2′-和 4，4′-异构体的形式及其混合物，二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)与其异氰酸 酯官能度大于2的在本领域中称为“粗”或聚合MDI(多亚甲基多亚苯基 多异氰酸酯)的低聚物的混合物，或它们的具有氨基甲酸酯、异氰脲酸 酯、脲基甲酸酯(allophonate)、缩二脲、脲酮亚胺(uretonimine)、脲二 酮和/或亚氨基噁二嗪二酮(iminooxadiazinedione)基团的任何衍生物， 以及它们的混合物。

其它适合的多异氰酸酯的实例为甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基 二异氰酸酯(HMDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、亚丁基二异氰酸酯、 三甲基六亚甲基二异氰酸酯、二(异氰酸根合环己基)甲烷、异氰酸根合 甲基-1，8-辛烷二异氰酸酯和四甲基二甲苯二异氰酸酯(TMXDI)。

用于本发明的优选多异氰酸酯为可以通过多异氰酸酯与含有异氰 酸酯反应性氢原子的化合物反应得到的半预聚物和预聚物。含有异氰 酸酯反应性氢原子的化合物的实例包括醇、二醇或甚至更高分子量的 聚醚多元醇和聚酯多元醇、硫醇、羧酸、胺、脲和酰胺。特别适合的 预聚物为多异氰酸酯与一元醇或多元醇的反应产物。

预聚物通过常规方法制备，例如通过使分子量为400到5000的多 羟基化合物，特别是单或多羟基聚醚，任选与分子量低于400的多元 醇混合，与过量的多异氰酸酯，例如脂族、脂环族、芳脂族、芳族或 杂环多异氰酸酯反应。给出的作为聚醚多元醇的实例为聚乙二醇、聚 丙二醇、聚丙二醇-乙二醇共聚物、聚丁二醇、聚己二醇、聚庚二醇、 聚癸二醇、和通过诸如环氧乙烷和/或环氧丙烷的环氧烷与官能度为2-8 的异氰酸酯反应性引发剂进行开环共聚得到的聚醚多元醇。

通过多元醇与多元酸反应得到的聚酯二醇作为聚酯多元醇的实例 给出。作为多元醇的实例，可以给出乙二醇、聚乙二醇、丁二醇、聚 丁二醇、1，6-己二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、1，9-壬二醇、2-甲基-1，8-辛二 醇等。作为多元酸的实例，可以给出邻苯二甲酸、二聚酸、间苯二甲 酸、对苯二甲酸、马来酸、富马酸、己二酸、癸二酸等。