[发明专利]制备粘合剂的方法及其用途

说明书

                          发明领域

本发明的目的是利用具有玻璃状无定形结构的颗粒矿物材料，尤其是矿棉生产中的废料作原料来制备粘合剂的方法。这种粘合剂适用于粘结矿物材料，特别是用作由矿物纤维生产矿棉制品的粘合剂。本发明的另一目的是利用所述的粘合剂粘结矿物纤维来制备矿棉制品的方法。

                          发明背景

通过如石头、矿渣、玻璃、陶瓷等矿物原料的熔化和离心而制备的矿物纤维广泛地用于矿物纤维垫和毯的制造，这些制品基本上用于热和声音的绝缘，特别是建筑业内的热和声音的绝缘。这种矿物纤维制品通常包含许多不同种类的已知的粘合剂。

例如已知的酚固化的绝缘制品。酚是一种十分便宜又迅速固化的粘合剂。酚固化的制品耐温高达250℃，但是如果温度长期保持在250℃以上，这种粘结就会被破坏。在较高的温度下，即在400℃和更高的温度下，这种粘和剂就丧失其强度，温度迅速增加，而且制品坍塌。另外，酚固化的绝缘制品在燃烧期间散发有毒的气体。另外的也是主要的缺点在于，使用之后处置含有这种粘和剂的矿棉制品时，制品中存在的酚会导致不期望的环境负荷。

同时，水玻璃也广泛地用作粘合剂。传统上，水玻璃是这样制备的，即在很高的温度下石英砂与碳酸钠或碳酸钾一起熔化，然后将细分的固化产物溶解于水。因此，可以认为水玻璃是生态学上可接受的物质，包括用作如矿棉制品中的粘合剂。然而，缺点是其制备使用纯的原材料和耗能。

还已知使用水玻璃与粘土的混合物作为矿棉制品的粘合剂，参见例如SE 420488。这种制品虽然具有良好的耐水性和耐热性，但是耐压性差、易碎并导致粉尘。另一方面，EP B 466754描述了使用由矿渣和水玻璃制成的粘合剂用于制备耐温和耐湿的矿棉制品，该制品还能够耐受高的临时性载荷。

                          发明概述

本发明的目标是提供一种容易的并且在经济上可行的获得粘合剂的方法，该粘合剂具有优异的粘结和防火性能，而且从使用和劳动卫生的角度来看也是可以接受的。另外，本发明的粘合剂可以从便宜的和容易得到的原料或副产物以简单的方法来制备。一个重要的优点是本发明的粘合剂对环境没有过度的生态负担，而且只包含那些自然界中本来就存在的成份。

因此，本发明的目的是一种制备粘合剂的方法，该方法包括以下步骤：

-将具有玻璃状无定形结构的颗粒矿物材料溶解于水溶液，以形成包

含成核的再沉淀的材料颗粒的溶液，

-使如此获得的溶液稳定化，以形成具有所需颗粒尺寸的溶胶，及任

选地，

-调整该溶胶的干物质含量。

该粘合剂的原料可以是矿棉材料，特别是来自矿棉生产的再循环的废料，下面将对此进行更详细的描述。

本发明的另一个目的是使用本发明的粘合剂制备矿棉织品的方法，包括使本发明的粘合剂与矿物纤维接触来粘结纤维，从而形成矿棉织品。

                          发明详述

根据本发明的优选实施方案，所述的颗粒矿物材料是得自矿棉生产的废弃矿棉制品。这种废料大量形成，通常为初始原料重量的20-30％，这种废料包括纺丝废料、废弃的纤维制品(使用之前的制品)的未使用的纤维。一种可利用的材料来源还有各种即将拆解的建筑结构，其中已使用了矿棉作为绝热材料(使用后的制品)。这些废料已经是精细分割，通常为纤维的形式，因此可以这样使用，或者作为选择，可以将其分割成更精细的形式，以赋予产品更大的表面积，如0.4m²/g或更大，直至如25m²/g，并因此而在水溶液中具有良好的溶解性。得自矿棉生产的纤维通常具有0.5至20，一般为2至15，优选为3至5μm的直径，该直径是利用适宜的方法用OM或SEM测量的(如Koenig et al，Analytica Chimica acta 1993 280 289-298；Christensen et al，AMIND HYG ASSOC(54)1993年5月)，以及0.5至50、一般为2至20、优选3至10mm的长度。

所述的水溶液可以是碱性溶液，如碱金属或碱土金属的氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐的溶液，特别是钠、钾或锂的氢氧化物的溶液或氢氧化铵溶液。这种溶液优选具有0.1至2摩尔的碱性试剂，或者具有10至14的pH，以便容易溶解这种在中性溶液中溶解性差的矿物原料。