本发明属于化工领域,特别涉及一种用于矿物纤维的粘结剂。
背景技术:
现在的矿物纤维的胶粘剂普遍为酚醛树脂,酚醛树脂由苯酚与甲醛反应制得,由于反应的不完全性,酚醛树脂中会残留游离的甲醛,后期涂覆在矿物纤维表面,经过烘干固化成型处理,在后期使用过程中仍会释放甲醛,给环境与人造成危害。
现有技术中也有对矿物纤维用无醛胶粘剂的研究,中国专利申请cn109135618a中公开了一种保温材料用的无醛胶粘剂的制备方法,其原料组成包括一元糖、酸类催化剂、水、硅烷偶联剂、固化剂和憎水剂,其配制过程中需要升温溶解,同时需加热至80-100℃进行反应,耗能且增加了制备成本。
技术实现要素:
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种矿物纤维用粘结剂,其原料组成包括:
重量分数为85-95%的一元糖、3-10%的氨基化合物、0.1-1%的硅烷偶联剂和0.3-1%的憎水剂,各组分的重量总和为100%。
优选的,所述一元糖为葡萄糖、果糖、核糖及脱氧核糖中的一种或多种。
优选的,所述一元糖包括葡萄糖和/或果糖。
优选的,所述氨基化合物包括氨基酸及胺中的一种或多种。
优选的,所述氨基化合物为甘氨酸和/或丙氨酸。
优选的,所述硅烷偶联剂包括乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种;更优选为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
优选的,所述憎水剂为聚二甲基硅氧烷。
本发明还公开了所述粘结剂的制备方法,将重量分数为85-95%的一元糖、3-10%的氨基化合物溶解于水中,搅拌至完全溶解,加入0.1-1%份的硅烷偶联剂、0.3-1%份的憎水剂,持续搅拌20min,加入碱性试剂,使溶液呈碱性,ph值控制在7-9之间。
优选的,所述碱性试剂包括氨水、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或多种;更优选为氨水。
本发明的有益效果:本发明提供了一种矿物纤维用无醛粘结剂的制备方法,采用无甲醛的产品作为原材料,从根本上解决了甲醛的问题,应用在矿物纤维材料中,矿物纤维制品更加绿色环保。该配方原材料来源广泛,在市场上易于得到和购买,生产工艺简单,只需在室温下加水搅拌即可。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1:
一种矿物纤维用粘结剂的制备方法,其工艺过程包括:
将重量分数为89.6%的葡萄糖,10%的甘氨酸溶解于水中,搅拌至完全溶解,加入0.1%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.3%的聚二甲基硅氧烷,持续搅拌20min,加入氨水,调节ph值在7-9之间。
实施例2:
一种矿物纤维用粘结剂的制备方法,其工艺过程包括:
将重量分数为95%的葡萄糖,4.6%的甘氨酸溶解于水中,搅拌至完全溶解,加入0.1%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、0.3%的聚二甲基硅氧烷,持续搅拌20min,加入氢氧化钠,调节ph值在7-9之间。
实施例3:
一种矿物纤维用粘结剂的制备方法,其工艺过程包括:
将重量分数为88%的果糖,10%的丙氨酸溶解于水中,搅拌至完全溶解,加入1%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1%的聚二甲基硅氧烷,持续搅拌20min,加入氨水,调节ph值在7-9之间。
实施例4:
一种矿物纤维用粘结剂的制备方法,其工艺过程包括:
将重量分数为95%的果糖,3%的丙氨酸溶解于水中,搅拌至完全溶解,加入1%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1%的聚二甲基硅氧烷,持续搅拌20min,加入氢氧化钾,调节ph值在7-9之间。
实施例5:
一种矿物纤维用粘结剂的制备方法,其工艺过程包括:
将重量分数为95%的一元糖,3%的氨基化合物溶解于水中,搅拌至完全溶解,加入1%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1%的聚二甲基硅氧烷,持续搅拌20min,加入氨水,调节ph值在7-9之间。其中一元糖包括葡萄糖和果糖,其混合比例为1:1,氨基化合包括甘氨酸和丙氨酸,其混合比例为1:1。
实施例6:
一种矿物纤维用粘结剂的制备方法,其工艺过程包括:
将重量分数为45%的d核糖、40%的d-脱氧核糖,3%的三乙胺溶解于水中,搅拌至完全溶解,加入1%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷、1%的聚二甲基硅氧烷,持续搅拌20min,加入氨水,调节溶液ph值在7-9之间。
上述实施例中所述氨基化合物包括氨基酸及胺中的一种或多种,其中除了三乙胺,还可以选择乙胺、二乙胺、正丙胺、已二胺等胺类物质。
上述实施例中,硅烷偶联剂除了γ-氨丙基三乙氧基硅烷,还可以选择乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
抽取各实施例的样品加工成岩棉制品,对岩棉制品进行检测分析,并与现有普通粘结剂制成的同规格产品的技术指标进行对照,得出如下数据:
表1
根据上述表格里数据可以得出,所有实施例制成的岩棉制品甲醛释放量都为0,憎水率达到99%以上,短期吸水量小于0.5kg/m2,符合gb/t19686-2015《建筑用岩棉、矿渣棉及其制品》的要求,压缩强度与抗拉强度与普通粘结剂制成的岩棉制品相似。
因此本发明一种矿物纤维用粘结剂,通过相关工艺制作出的粘结剂不含甲醛,将此粘结剂应用于岩棉制品上,岩棉制品也不释放出甲醛,同时岩棉制品的憎水性、短期吸水量、压缩强度、抗拉强度性能与普通粘结剂相似。
1.一种矿物纤维用粘结剂,其特征在于,原料组成包括:
重量分数为85-95%的一元糖、3-10%的氨基化合物、0.1-1%份的硅烷偶联剂和0.3-1%份的憎水剂,各组分的重量总和为100%。
2.根据权利要求1所述的粘结剂,其特征在于:所述一元糖为葡萄糖、果糖、核糖及脱氧核糖中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的粘结剂,其特征在于:所述一元糖为葡萄糖和/或果糖。
4.根据权利要求1所述的粘结剂,其特征在于:所述氨基化合物包括氨基酸及胺中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的粘结剂,其特征在于:所述氨基化合物为甘氨酸和/或丙氨酸。
6.根据权利要求1所述的粘结剂,其特征在于:所述硅烷偶联剂为乙烯基三氯硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的粘结剂,其特征在于:所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
8.根据权利要求1所述的粘结剂,其特征在于:所述憎水剂为聚二甲基硅氧烷。
9.一种权利要求1-8任一项所述矿物纤维用粘结剂的制备方法,其特征在于,工艺过程包括:
将重量分数为85-95%的一元糖、3-10%的氨基化合物溶解于水中,搅拌至完全溶解,加入0.1-1%份的硅烷偶联剂、0.3-1%份的憎水剂,持续搅拌20min,加入碱性试剂,使溶液呈碱性,ph值控制在7-9之间。