[发明专利]用于矿物纤维网状物的具有氮丙啶交联试剂的乳液聚合物粘合剂

说明书

优先权要求

本申请基于题为“用于玻璃纤维网状物的具有氮丙啶交联试剂的乳液聚合物粘合剂”、于2007年1月19日递交的美国专利申请号11/655,601。特此要求美国专利申请号11/655,601的优先权，并且其内容通过引用被包括在本文中。 

技术领域

本发明一般地涉及用于矿物纤维毡的聚合粘合剂组合物，并且更具体地涉及与多官能氮丙啶化合物交联并且基本上不含甲醛的羧化乳液粘合剂组合物。 

背景 

基于纤维玻璃(fiberglass)和其他矿物纤维的产品可用作住宅、汽车、用具、管、导管等的绝缘体。纤维玻璃毡通常通过用在加热时发生交联的聚合粘合剂粘合玻璃纤维网状物来产生产。所述聚合粘合剂使得玻璃纤维能够彼此相互粘附并且在允许纤维玻璃毡保持一定程度的挠性的同时为纤维玻璃毡提供强度。 

常规地，苯酚-甲醛聚合物可作为粘合剂用于纤维玻璃或其他矿物纤维绝缘产品。但是，因为关于在含有苯酚-甲醛树脂的产品中甲醛释放的健康方面的考虑，近来不含甲醛的粘合剂体系已经被开发出来。常规的用于玻璃纤维的不含甲醛的粘合剂组合物典型地包括聚羧酸、羟基官能化合物以及固化剂。举例来说，授予Taylor等人的美国专利号6,331,350描述了用于纤维玻璃毡的不含甲醛的粘合剂，所述粘合剂包括羧酸的均聚物或共聚物、多元醇化合物和含磷的加速试剂。Taylor等人的这篇参考文献陈述了关键的是所述粘合剂的pH要低于约3。 

授予Taylor等人的美国专利号7,067,579描述了一种相似的用于纤维玻璃的多羧基/多元醇粘合剂组合物，其中所述羟基基团对羧酸基团的总比例在约0.6∶1到0.8∶1的范围内。也参见Taylor等人的美国专利公开号2006/0079629。 

授予Arkens等人的美国专利号5,977,232涉及一种用于玻璃纤维的可交联的粘合剂，所述粘合剂包括羧酸聚合物、活泼氢化合物(例如多元醇、聚乙烯醇或丙烯酸酯树脂)和氟硼酸盐加速试剂。 

授予Srinivasan等人的美国专利申请公开号2005/0059770教导了一种用于纤维玻璃的 不含甲醛的粘合剂，所述粘合剂包括具有羧酸单体单元和羟基单体单元的聚合物，以及促进羧酸部分和羟基部分间的酯化反应的交联试剂。 

另一个得到不含甲醛的体系的途径被描述在授予Shooshtari等人的美国专利申请公开号2006/0258248中，该专利申请公开了一种纤维玻璃粘合剂组合物，所述纤维玻璃粘合剂组合物包括多官能羧酸或酸酐、环氧化油类以及可选地，例如咪唑或叔胺类的交联催化剂。 

一种特别有意义的不含甲醛的粘合剂体系被描述在授予Chen等人的美国专利号6,884,849中。Chen等人的这篇参考文献涉及一种用于玻璃纤维的不含甲醛的粘合剂组合物，其中所述粘合剂包括基于聚乙烯醇的树脂、低分子量聚羧酸聚合物以及次磷酸钠加速剂。在Chen等人的专利中描述的示例性组合物包括为聚乙烯醇树脂和马来酸的1∶1混合物的粘合剂。在Chen等人的专利中描述的粘合剂被Owens-Corning用来生产不含甲醛的纤维玻璃网状物。 

虽然这些途径提供与常规的苯酚-甲醛粘合剂树脂相比具有实质性降低的甲醛释放的粘合剂，但是，因为上述粘合剂体系需要大量昂贵的组分以获得足够的交联密度，因此它们成本过高而收到限制。举例来说，上述Chen等人的这篇参考文献需要50重量％马来酐的组合物——大量的更加昂贵的组分。此外，所述现有技术的粘合剂组合物通常需要高固化温度(350°F或更高)，这给所述体系添加了额外的费用。 

其他不含甲醛的交联体系已被用于例如纤维素涂料的领域。举例来说，三氮丙啶(triaziridine)化合物已被用于交联纤维素织物中的羧酸官能化聚合物粘合剂。授予Goldstein等人的美国专利号6,117,492涉及用于非纺织网状物的不含甲醛的乳液粘合剂组合物，所述组合物适于低温交联。所述乳液聚合物包括乙酰乙酰氧基部分和羧酸部分，并且与聚醛交联试剂和多氮丙啶(polyaziridine)交联试剂组合。 

授予Goldstein等人的美国专利号6,506,696公开了用于合成的非纺织网状物的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物包括具有羧酸官能度和乙酰乙酸官能度的聚合物。所述粘合剂组合物与氮丙啶化合物和二醛化合物两者发生交联。