[发明专利]水可稀释性树脂组合物

说明书

发明领域

本发明涉及包含树脂和氨基化合物的水可稀释性树脂组合物，所述树脂是醛与羟基芳族化合物的反应产物，优选酚醛树脂，所述氨基化合物包括2-6个氨基，优选脲，其中所述树脂是醛对羟基芳族化合物的初始摩尔比为2.5-5.5的可溶酚醛树脂型。本发明还涉及制造所述树脂组合物的方法，该树脂组合物作为用于无纺纤维材料(特别是绝缘材料)的粘合材料的用途，以及制造这类绝缘材料的方法。

背景技术

苯酚粘合材料(特别是酚醛树脂)是公知的用于经典绝缘树脂组合物的碱性化学试剂。这些化学试剂的问题是苯酚和甲醛均有毒性，并且具有相对高的蒸汽压，导致相对大量的这些化学试剂释放到环境中。现有技术中通过不同方式来解决这一问题。

WO96/26164记载了用作绝缘材料中的粘合剂的酚醛树脂(phenolformaldehyde resin)组合物，其中通过使用过量的甲醛来降低苯酚的释放，其中通过加入氨来降低过量甲醛的释放，并且其中通过使氨与糖化合物反应来降低氨的释放。

本发明人已发现在树脂组合物中使用糖会导致该树脂组合物作为绝缘树脂的湿机械特性无法接受地降低。湿机械特性是非常重要的，因为绝缘材料会暴露于湿润环境。此外，氨的加入降低了所述树脂的存储稳定性。因此，氨只能在即将把所述树脂组合物涂敷到无纺纤维材料上之前加入，有时候这对于树脂组合物的使用者、特别是绝缘材料的制造者而言是不方便的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供没有或者一定程度上减少上述缺陷的树脂组合物，特别是如下的树脂组合物：其具有良好的贮存水可稀释性(storage water dilutability)且不含氨，在固化过程中具有降低的苯酚和甲醛释放，并且具有可接受的或良好的固化树脂机械性能(特别是湿强度)的保持。

意外地发现上述目的可通过包含以下树脂的水可稀释性树脂组合物来实现，所述树脂是醛与羟基芳族化合物的反应产物，所述组合物还包含包括2-6个氨基的氨基化合物和糖醇，其中所述树脂的醛对羟基芳族化合物的初始摩尔比为2.3-5.5，树脂对氨基化合物加糖醇之比为45∶55到70∶30重量份，氨基化合物对树脂之比为20∶80到50∶50重量份，且糖醇对树脂加氨基化合物之比为5∶95到30∶70重量份。

具体实施方式

羟基-芳族化合物优选选自取代或未取代的单-或多环酚类，优选苯酚。所述醛优选选自甲醛和低级烷基(C₁-C₄)单-或二-醛类(例如乙二醛)，或者能够在树脂组合物中就地产生甲醛的甲醛前体如多聚甲醛或三-噁烷。优选地，所述树脂是苯酚与甲醛的反应产物。优选地，所述氨基化合物选自脲、双氰胺或三聚氰胺，最优选脲。所述氨基化合物还可以是两种或更多种不同氨基化合物的混合物。所述醛、酚或氨基化合物也可分别是两种或更多种不同的醛类、酚类或氨基化合物的混合物。

糖醇与糖不同。糖包含醛基(-CHO)或酮基(C＝O)，其中存在碳-氧双键，使得所述糖具有反应性。糖醇是糖的氢化(或还原)形式，其中糖的羰基(醛或酮)被还原成伯羟基或仲羟基。糖醇优选选自甘油、木糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、乳糖醇、异麦芽糖醇、赤藓醇、麦芽糖醇糖浆、水溶性氢化淀粉、水解麦芽糖醇。

加入糖醇得到部分基于可再生资源的树脂，由于环境原因这是所期望的。在本文中，甘油是特别优选的，因为它是生物柴油生产的废产物并且廉价。糖醇还可以是两种或更多种不同糖醇的混合物。

本发明人已发现糖醇的存在导致苯酚和甲醛释放的显著降低，然而对所得树脂的强度没有显著的影响。如本文所述的实施例所示，糖醇与糖相比具有明显的优点，特别是在湿强度和低甲醛及苯酚释放方面。相对于US4,335,361，这是非常令人意外的。该专利公开文件记载了包含水可稀释性酚醛树脂的组合物，其添加有酰胺和糖。据记载，与糖醇和多元醇相比，糖改善了湿强度，并且没有过长的胶凝时间。然而，本发明人发现当树脂组合物的组分选择了本文给出的恰当用量时，特别是当树脂的固化在至少170℃的温度进行，并且特别是当树脂组合物包含在固化温度时产生酸的潜在固化催化剂(优选硫酸铵)时，糖醇在降低挥发物释放方面更加有效，并且通过固化可整合入树脂中，导致较低的糖醇洗出(washout)和高湿强度。