对无甲醛玻璃纤维产品的预固化产品水分的控制制造技术

一种控制预固化的粘合剂涂覆的玻璃纤维中残留水分的系统。在收集箱中提取工艺水之后，测量涂覆粘合剂的玻璃纤维的水分。基于在涂覆的玻璃纤维中发现的水分水平，调节水分测量的上游工艺。调节包括但不限于，调节用于制备粘合剂组合物的水的量；调节在粘合剂组合物施加于玻璃纤维时应用于粘合剂组合物的热量，和调节用于从涂覆粘合剂的玻璃纤维提取工艺用水的真空条件。预固化的粘合剂涂覆的玻璃纤维中残留水分的控制有助于确保粘合剂在随后的固化步骤中适当地固化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种控制涂覆有新型无甲醛粘合剂的玻璃纤维中预固化水分的方法。控制预固化产品的水分含量确保粘合剂组合物的适当固化。实现控制。
技术介绍
玻璃纤维粘合剂具有各种用途，包括硬化应用，其中粘合剂被施加到纺织或无纺玻璃纤维片材产品上，并固化，从而产生硬化的产品；热成形应用，其中粘合剂树脂被施加到片材或膨松的纤维产品上，随后干燥和任选的B-阶段以形成中间体，但其还是可固化的产品；和完全固化体系，例如建筑绝热。玻璃纤维绝缘产品一般地包括通过固化热固性聚合物材料而粘合在一起的垫状玻璃纤维。玻璃的熔体流被拉成任意长度的纤维并吹入形成室，其中它们在移动的传送带上随机地沉积为垫子。在形成室中运送时和从拉延操作出来仍是热的时候，用水性粘合剂喷涂所述纤维。目前，在整个玻璃纤维绝热行业中使用酚醛粘合剂。玻璃纤维的余热和在形成操作期间通过纤维垫的空气流一般足以从粘合剂挥发所有水的大部分，从而将其余的粘合剂组分保留在纤维上，成为粘性或半粘性的高固含量液体。涂覆的纤维垫被转移到固化炉，其中例如使热风吹过所述垫子，以固化粘合剂，并将玻璃纤维牢固地粘合在一起。不应该将用于本专利技术的玻璃纤维粘合剂与基质树脂相混淆，它们是截然不同的和不可比拟的
尽管有时称为″粘合剂″，但基质树脂填充纤维之间的整个孔隙空间，得到致密的纤维增强产品，其中基质必须将纤维强度性能传递给复合物，而本专利技术中使用的″粘合剂树脂″不是空间填充的，而是仅涂覆纤维，并特别是纤维的接界。玻璃纤维粘合剂也不能等同于纸质或木质产品″粘合剂″，其中所述粘合剂的性能根据纤维素基材的化学性质进行调整。许多这类树脂，例如间苯二酚/甲醛树脂，不适合用作玻璃纤维粘合剂。玻璃纤维粘合剂领域的技术人员不会在纤维素粘合剂中寻找解决与玻璃纤维粘合剂相关问题的办法。用于玻璃纤维绝缘产品的粘合剂一般地需要在未固化状态有低粘度，而且固化时其特性为玻璃纤维形成刚性的热固性聚合物垫。需要在未固化状态的低粘合剂粘度，使得垫子被适当地剪裁。另外，粘性的粘合剂倾向于为粘的或粘稠的，因此它们导致纤维在形成室壁上的聚积。这些聚积的纤维以后会落到垫子上，导致致密区域和产品问题。需要在固化时形成刚性基质的粘合剂，使得成品玻璃纤维绝热产品在包装和运输时压缩后，可在安装于建筑物时能恢复到其特定的垂直尺寸。许多热固性聚合物中，存在多种适于热固性玻璃纤维粘合剂树脂的候选物。然而粘合剂涂覆的玻璃纤维产品往往是商品类型的，因此成本为驱动因素，所以一般不考虑这些树脂，如热固性聚氨脂，环氧树脂等。由于极好的价格/性能比，过去选择的树脂为苯酚/甲醛树脂。苯酚/甲醛树脂可以经济地制备，在许多应用中用作粘合剂之前，可以掺入脲。这些掺入脲的苯酚/甲醛粘合剂多年来已成为玻璃纤维绝热行业的支柱。然而在过去的几十年中，行业提供清洁环境的愿望和联邦法规都要求最小化挥发性的有机化合物释放(VOCs)，这导致不仅对降低目前甲醛基粘合剂释放进行了深入的研究，而且使得对可能的替代粘合剂进行了深入的研究。例如，在制备基础苯酚/甲醛可熔性酚醛树酯树脂时，苯酚与甲醛比值的微小变化、催化剂的改变，以及不同的和多种甲醛净化剂的加入，都使得苯酚/甲醛粘合剂与以前使用的粘合剂相比在释放物方面具有明显的改进。然而，由于日益严格的联邦条例，越来越多的注意力已经转移到可供选择的不含甲醛的粘合剂体系。一种尤其有用的无甲醛粘合剂体系使用包括多羧基聚合物和多元醇的粘合剂。无甲醛树脂是那些不使用甲醛或产生甲醛的化合物制造的物质。在绝热材料的制造工艺期间无甲醛树脂不释放明显水平的甲醛，并在标准使用条件下不释放甲醛。与催化剂结合使用的该粘合剂体系得到显示出极好的恢复性和刚性的玻璃纤维产品，其中所述催化剂例如为含磷有机酸的碱金属盐。尽管粘合剂组合物得到性能等于或优于用传统的粘合剂制备的那些最终产品，但是所述组合物也存在技术问题。这些问题之一是在产品进入固化炉时控制产品的水分。已经发现如果进入固化炉的产品的残留水分超过产品重量的20wt％，这将得到不均匀的固化，并会有害地影响产品性能。尽管通过调节引入体系的水的量可控制未固化产品的最终水分含量。但当形成粘合剂组合物时，已经发现该体系是不充分的。所述体系没有考虑这些因素，如环境湿度、温度和收集箱中的气流等。另外，已经发现使用高水含量的粘合剂组合物，改善粘合剂对纤维的应用。因此，事实上，希望从高水含量的粘合剂组合物开始，但仍得到具有相对低水分的产品。希望有连续地监测预固化产品中水分含量的实时检测系统。这些信息然后输送到能调节一个或多个上游参数的控制系统，以控制预固化产品的水分。专利技术简述通过以下步骤实现使用无甲醛粘合剂的预固化玻璃纤维产品中残留水分的控制在产品进入固化炉之前监测残留水分；比较测量的残留水分与预定值，如果测量的水分超过预设值，调节一个或多个上游工艺条件，以降低预固化产品中残余水含量。水分含量可以通过许多已知方法测量。优选是间接法，例如光谱技术。这些方法中，优选射频(例如，微波)和近红外方法，最优选近红外方法。水分值可为0～大于20％重量百分比(wt％)，优选至少约4重量百分比(wt％)。可以调节的工艺条件是影响预固化产品中残留水分的任何条件。在可影响残留水分的条件中，包括加到粘合剂树脂中以形成粘合剂组合物的工艺用水的量；在收集箱中加热粘合剂涂覆的玻璃纤维；和在收集箱中通过所述纤维的空气流。可以调节的其他工艺条件是本领域技术人员已知的。以上简要地说明了本专利技术的特征和技术优势，以更好地理解随后专利技术的详细说明。以下记载本专利技术的附加特征和优点，它们形成本专利技术权利要求的主题。应当理解可以容易地利用本专利技术公开的概念和具体的实施方式，并以此为基础改变或设计实现本专利技术相同目的的其他结构。也应该认识到这些等价结构没有脱离本专利技术，如所附的权利要求书中所述的。被认为是本专利技术特点的新颖特征都与其结构和操作方法相关，这与其它的目的和优点将结合下面的附图说明会更好地理解。然而，应明确地理解，提供的各个图仅为举例说明的目的，而不应当解释为对本专利技术的限制。附图说明图1是本专利技术的水分控制系统的示意图。专利技术的详细说明首先通过制备粘合剂树脂和工艺用水的混合物来制备具有无甲醛粘合剂体系的玻璃纤维产品。本专利技术中，术语无甲醛表示组合物原料基本上不含甲醛和/或固化或干燥时不释放显著量的甲醛。粘合剂树脂本身含有45～53％的聚合物固体，余量为水。当准备使用粘合剂组合物时，进一步用水稀释树脂以产生适当的粘合剂组合物。然后将酸加到混合物中，以将pH降低到约3.5或更小。可以加入其他的添加剂到所述混合物。最终结果是具有大量水的组合物。尽管水有助于确保将粘合剂适当地施加到玻璃纤维上，但大量水会不利地影响固化。如果大量水存在于未固化产品中，大量的热用来蒸发所述水，而不是用于固化产品。如果不将产品加热到明显更高的温度下保持最小时间周期，产品不会适当地固化，由此导致差的性能。虽然一些固化炉基于产品总重量，可容许最多20wt％的水分含量，但是许多炉仍仅允许低至约5wt％的水分。相反地，已经发现，预固化中较高水平水分的存在会在固化后得到改善的产品性能。对于用无甲醛粘合剂制备的玻璃纤维产品尤其如此。因此，虽然以前认为预固化水分应该保持在最低限度，但现在发现至少约4wt％的水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制未固化的无甲醛粘合剂涂覆的玻璃纤维中水分的方法，包括：制备水性无甲醛粘合剂组合物；将粘合剂组合物涂覆到收集箱中的玻璃纤维上；从所述被涂覆的纤维中除去水；在被涂覆纤维离开收集箱时测量被涂覆纤维的水分含量；比较测量的水分含量与预设的水分含量值；调节粘合剂组合物的水分，使得被涂覆纤维的测量水分含量等于预设值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯约翰弗雷曼，马克威廉沙博诺，理查德托马斯帕卡德，
申请(专利权)人：约翰斯曼维尔公司，
类型：发明
国别省市：US[]