[发明专利]可生物降解的矿棉组合物

说明书

本发明涉及人造矿棉(mineral wool)领域。更具体而言，本发明的目的在于打算用于制备隔热和/或隔声材料或者无土培养基质的矿棉。

更具体而言，本发明涉及石棉或玄武岩矿棉类型的矿棉，即在其纤维化温度下具有高液相线温度和高流动性的化学组合物。

按照惯例，这种类型的矿棉是通过所谓的“外”离心法使之纤维化，例如那些使用串列离心轮，通过一种固定传输装置来加入熔融材料的类型，特别是如专利EP-0,465,310和EP-0,439,385中所描述的。

近年来，在已知的工业和经济可行性标准以及质量水平标准上，增加了矿棉的生物降解能力标准，即其迅速溶于一种生理介质的能力，以便防止任何与最细纤维吸入物可能在体内聚集相关的潜在的致病危险。

因此本发明的目的在于改善岩石或玄武岩类型的矿棉的化学组成，改进的目的尤其在于增加其生物降解能力，和/或使生物降解能力与通过外离心法(但是不排除其它纤维化方法)使之纤维化的能力相一致。

本发明的目的在于一种可溶于生理介质的矿棉，它包含下列组分，各组分的重量百分比如下：SiO₂                 38-46％，尤其至少为40％，Al₂O₃               16-24％RO(CaO和/或MgO)        16-40％MgO                    10-20％MgO/CaO                ≥0.8(或≥0.70，尤其≥0.75)R₂O(Na₂O和/或K₂O)  ≥0.3％P₂O₅                0-5％Fe₂O₃(总铁)         ≥0.5％TiO₂                 0-3％MnO                   0-2％SO₃                  0-2％(在本文的其余部分中，组合物中任一组分的百分比都应理解为所指的是重量百分比)。

选择这种组合物极为有利，特别是通过改变许多由大量特殊组分所发挥的复杂作用。

这样，本发明涉及一种石棉类型的矿棉组合物，其中，基本上以Na₂O和/或K₂O形式存在的碱金属氧化物(R₂O)的含量有限或甚至更低，一般少于6％；同时，基本上以CaO和/或MgO形式存在的碱土金属氧化物(RO)的含量较高，一般至少为20％，甚至至少大于22％。

任选的MnO、TiO₂和SO₃的含量被看作是在这组组合物中常见杂质的含量，一般而言，组合物中可被发现的所有杂质的总量最高为3％。

这种组合物纤维化时的粘度适合于外离心法。

关于其生物降解能力，我们已经知道，尤其是在石棉类型的组合物中，某种化合物，例如P₂O₅，可以大大提高其生物降解能力，但是其它氧化物似乎正相反，起码在中性pH时，具有降低其生物降解能力的倾向。例如，可参考专利EP-0,459,897和WO93/22251。但是，在本发明的上下文中并未证实大量加入P₂O₅是最佳方法。这是因为可以有其它考虑，例如经济上的考虑(P₂O₅来自于昂贵的原料)，也有技术上的考虑--例如在组合物中，P₂O₅和氧化铝百分比的改变会引起组合物的其它特性按照不合需要或未知的方式发生变化。因此，和氧化铝一样，P₂O₅并不是不影响组合物的粘度。但是，在通过最利于本发明所应用的外离心法来纤维化石棉类型的组合物的情况下，该组合物的粘度测定性能是一个待控制的重要标准。

另外，虽然某些化合物可以有利于某种特性，但是不利于得到高度的生物降解能力，这似乎与铁的情况一样，例如，铁能使矿棉有较高的防火性，但是它倾向于降低石棉的生物降解能力。或者与氧化铝的情况一样，虽然它能调节组合物的粘度，但是可能不太有利于生物溶解性，尤其是当在中性pH条件下通过体外试验进行测定时。