[发明专利]木质素岩棉酚醛树脂粘结剂及其制备和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酚醛树脂粘结剂，以及它的制备方法和在岩棉保温防火材料中的应用。 

背景技术

岩棉是采用天然矿石为主要原料，经高温融熔、离心喷吹、集棉等工艺过程而制成的纤维状松散材料，直接使用将对施工带来困难，同时直接使用松散状岩棉时，其绝热及憎水性能指标下降，因此国内外均在岩棉成纤过程中喷入适量雾化的酚醛树脂粘结剂加热固化定型。 

酚醛树脂粘结剂的质量对岩棉制品质量产生较大的影响，同时酚醛树脂粘结剂的生产成本所占岩棉制品生产成本比例较高，因此提高胶粘剂的质量、降低生产成本成为岩棉制品生产至关重要的工艺环节之一。采用摆锤三围打折工艺生产低密度岩棉制品，以及高密度、高硬度、高强度岩棉制品时，酚醛树脂粘结剂自身质量尤为重要。 

现有应用于岩棉制备的酚醛树脂粘结剂存在长期贮存稳定性差、强度低、韧性差的缺陷。所制备的岩棉制品绝热与憎水性能不佳。 

现有木质素改性酚醛树脂合成工艺存在以下缺陷： 

1、由于木质素较低的活性使酚醛树脂粘结剂的游离甲醛含量偏高，粘结强度偏低，木质素较高的相对分子质量使酚醛树脂粘结剂的黏度升高影响使用效果。 

2、通常多数采用氢氧化钡催化剂和37％的硫酸中和，长期接触空气易吸收空气中的CO₂而部分变成碳酸钡，树脂合成过程中通过硫酸中和来调节pH值，易产生硫酸钡，沉淀于酚醛树脂中形成不可溶解的盐，降低了酚醛树脂中的固含量.采用氢氧化钡催化剂无法保证尿素在反应温度60～70℃时与甲醛充分反应生成脲醛，尿素大部分溶解到树脂中去了，随环境温度降低尿素又被大量析出来，影响了树脂中的固含量大小.这种微细沉淀物对雾化施胶过程中堵塞粘结剂喷嘴，影响岩棉纤维中含有酚醛树脂粘结剂有机物含量分布的均匀性及产生“花棉”现象。 

3、原有工艺条件是将尿素一次性投料方式进行生产时，不仅对尿素充分快速溶解产生影响，且易产生树脂棉毡对固化炉链板等工艺设备的热态粘连。 

4、有少部分采用氢氧化钠作为催化剂，氢氧化钠为强碱催化剂，采用此类催化剂反应剧烈，通过缩短反应时间，减少氢氧化钠用量降低生产成本，该反应介质pH值为10～ 11，碱性较强介质对岩棉纤维(呈弱酸性)的硅酸盐骨架形成一定的腐蚀环境，在高温高湿的条件下岩棉制品后期强度会有所衰减，纤维结构呈脆性发生断裂，岩棉耐久性受到影响.碱性较强且很难进行中和呈中性，在中和过程中树脂不易水溶或产生凝胶.氢氧化钠的强碱性会对胶的耐水性、介电性及胶接强度等产生不良影响。氢氧化钠的催化机理可能是天生螯合环，即可能天生了一种钠-甲醛络合物或甲醛-酚钠络合物。 

5、木质素改性岩棉酚醛树脂、氨水、精滤水、硅烷偶联剂、憎水剂、防尘油同时混合时相融性较差：硅烷水解速度与pH值有关，中性最慢，偏酸、偏碱都较快，酚醛树脂呈弱碱性，KH550氨基硅烷因具碱性不必调节pH值，水解后不宜久存，最好现配现用，配制时间长易出现较多的絮状物悬浮在混合液中，环境温度较低时防尘油呈膏状漂浮在混合液表面，膏状物粘覆在粘结剂流量计传感器上影响计量精度，絮状物易堵塞混合灌管道影响粘结剂施胶雾化效果。 

发明内容

本发明提供一种木质素岩棉酚醛树脂粘结剂及其制备和使用方法，要解决现有酚醛树脂粘结剂不稳定、粘结性能差、强度低、韧性差的技术问题，以及制备的岩棉制品绝热、力学性能差与憎水性能不佳的技术难题。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

这种木质素岩棉酚醛树脂粘结剂，其特征在于：包括A、B、C三组分； 

所述A组分的原料按重量份配比如下： 

所述木质素岩棉酚醛树脂的原料按重量份配比如下： 

所述B组分的原料按重量份配比如下： 

防尘油    100份； 

精滤水    180～220份； 

所述C组分的原料按重量份配比如下： 

憎水剂    100份； 

精滤水    180～220份。 

所述氨水的重量百分比浓度为20～25％。 

所述甲醛水溶液的重量百分比浓度为37～55％。 

所述木质素的分子量超过1000。 

所述催化剂为Na₂CO₃、NaOH、NH₂·H₃O、三乙胺的其中一种或一种以上的混合物。 

所述偶联剂为KH550。