[go: up one dir, main page]

RU2794599C1 - Binder for mineral wool - Google Patents

Binder for mineral wool Download PDF

Info

Publication number
RU2794599C1
RU2794599C1 RU2022106593A RU2022106593A RU2794599C1 RU 2794599 C1 RU2794599 C1 RU 2794599C1 RU 2022106593 A RU2022106593 A RU 2022106593A RU 2022106593 A RU2022106593 A RU 2022106593A RU 2794599 C1 RU2794599 C1 RU 2794599C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
binder composition
binder
metal cation
protein
phenol
Prior art date
Application number
RU2022106593A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Томас ХЬЕЛМГАРД
Original Assignee
Роквул Интернэшнл А/С
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роквул Интернэшнл А/С filed Critical Роквул Интернэшнл А/С
Application granted granted Critical
Publication of RU2794599C1 publication Critical patent/RU2794599C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemical industry.
SUBSTANCE: binder composition for mineral fibers, a mineral wool product and a method for its manufacture, the use of the composition and the compounds included in it. The formaldehyde-free binder composition for mineral fibers contains one or more phenol-containing compounds, at least one protein, one or more compounds containing the divalent metal cation M2+, at least one compound containing the monovalent metal cation M+.
EFFECT: composition for binding mineral fibers that does not require high temperature for curing and improves the properties of products from renewable relatively harmless and non-corrosive materials, and the creation of a mineral wool product.
20 cl, 1 dwg, 8 tbl, 25 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Настоящее изобретение относится к композиции связующего вещества для минеральных волокон, к способу изготовления изделия из минеральной ваты с использованием композиции связующего вещества, к изделию из минеральной ваты, изготовленному с использованием композиции связующего вещества, к применению композиции связующего вещества и к применению по меньшей мере одного соединения, содержащего катион двухвалентного металла М2+, а также к применению по меньшей мере одного соединения, содержащего катион двухвалентного металла М2+, и по меньшей мере одного соединения, содержащего катион одновалентного металла М+, соответственно, в композиции связующего вещества. The present invention relates to a mineral fiber binder composition, to a method for making a mineral wool product using a binder composition, to a mineral wool product made using a binder composition, to the use of a binder composition, and to the use of at least one compound containing the divalent metal cation M 2+ , as well as the use of at least one compound containing the divalent metal cation M 2+ and at least one compound containing the monovalent metal cation M + , respectively, in the binder composition.

Уровень техникиState of the art

Изделия из минерального волокна, как правило, содержат искусственные стекловидные волокна (ИСВ), такие как, например, стекловолокно, керамическое волокно, базальтовое волокно, шлаковая вата, минеральная вата и каменная вата (каменная шерсть), которые связаны между собой отвержденным термореактивным полимерным связующим материалом. Для использования в качестве тепло- или звукоизоляционных материалов маты из связанного минерального волокна обычно изготавливают путем превращения расплава, полученного из подходящего сырья, в волокна традиционным способом, например, с помощью способа с вращающимся стаканом или с помощью способа с каскадным ротором. Волокна вдувают в формовочную камеру и, пока они находятся в воздухе и в горячем состоянии, их опрыскивают связующим раствором и случайным образом осаждают в виде мата или полотна на движущийся транспортер. Затем, волокнистый мат перемещают в печь для отверждения, где через мат продувают нагретый воздух для отверждения связующего вещества и жесткого связывания минеральных волокон друг с другом.Mineral fiber products typically contain man-made vitreous fibers (VFIs), such as, for example, glass fibre, ceramic fibre, basalt fibre, slag wool, mineral wool and rock wool (stone wool), which are bonded together by a cured thermoset polymer binder. material. For use as heat or sound insulating materials, mats of bonded mineral fiber are usually made by converting a melt obtained from suitable raw materials into fibers in a conventional manner, for example, by means of the spinning cup process or the cascaded rotor process. The fibers are blown into the forming chamber and, while they are in the air and hot, they are sprayed with a binder solution and randomly deposited in the form of a mat or web on a moving conveyor. The fiber mat is then transferred to a curing oven where heated air is blown through the mat to cure the binder and firmly bond the mineral fibers to each other.

В прошлом предпочтительными связующими смолами являлись фенолоформальдегидные смолы, которые могут быть изготовлены экономичным образом и которые могут быть разбавлены мочевиной перед использованием в качестве связующего вещества. Однако, существующие и предложенные законопроекты, направленные на снижение или устранение выбросов формальдегида, привели к разработке связующих, не содержащих формальдегид, таких как, например, композиции связующего вещества на основе поликарбоксиполимеров и полиолов или полиаминов, которые раскрытые в документах EP-А-583086, ЕР-А-990727, ЕР-А-1741726, US-A-5,318,990 и US-A-2007/0173588.In the past, the preferred binder resins have been phenol-formaldehyde resins, which can be economically made and which can be diluted with urea before being used as a binder. However, current and proposed legislation aimed at reducing or eliminating formaldehyde emissions has led to the development of formaldehyde-free binders, such as, for example, binder compositions based on polycarboxypolymers and polyols or polyamines, which are disclosed in EP-A-583086, EP-A-990727, EP-A-1741726, US-A-5,318,990 and US-A-2007/0173588.

Другая группа нефенолформальдегидных связующих представляет собой продукты реакции присоединения/отщепления (элиминирования) алифатических и/или ароматических ангидридов с алканоламинами, например, продукты, описанные в документах WO 99/36368, WO 01/05725, WO 01/96460, WO 02/06178, WO 2004/007615 и WO 2006/061249. Эти композиции связующего вещества являются растворимыми в воде и обладают превосходными связующими свойствами с точки зрения скорости отверждения и плотности отверждения. В документе WO 2008/023032 раскрыты модифицированные мочевиной связующие вещества такого типа, которые обеспечивают получение продуктов на основе минеральной ваты, имеющих пониженное влагопоглощение.Another group of non-phenol-formaldehyde binders are the products of the reaction of addition/elimination (elimination) of aliphatic and/or aromatic anhydrides with alkanolamines, for example, the products described in documents WO 99/36368, WO 01/05725, WO 01/96460, WO 02/06178, WO 2004/007615 and WO 2006/061249. These binder compositions are water soluble and have excellent bonding properties in terms of cure rate and cure density. WO 2008/023032 discloses urea-modified binders of this type which provide mineral wool products having reduced moisture absorption.

Поскольку некоторые из исходных материалов, используемых в изготовлении этих связующих веществ, представляют собой довольно дорогие химические реагенты, то существует постоянная потребность в изготовлении связующих веществ, не содержащих формальдегида, которые являются экономичными.Because some of the raw materials used in the manufacture of these binders are quite expensive chemicals, there is a continuing need to make formaldehyde-free binders that are economical.

Дополнительным эффектом, связанным с ранее известными водными композициями связующего вещества для минеральных волокон, является то, что, по меньшей мере, большинство исходных материалов, используемых для изготовления этих связующих веществ, получают из ископаемого топлива. Существует постоянная тенденция потребителей отдавать предпочтение продуктам, которые полностью или, по меньшей мере, частично изготавливаются из возобновляемых материалов, и поэтому существует потребность в производстве связующих веществ для минеральной ваты, которые, по меньшей мере, частично изготавливают из возобновляемых материалов.An additional effect associated with previously known aqueous mineral fiber binder compositions is that at least most of the raw materials used to make these binders are derived from fossil fuels. There is a continuing consumer trend towards products that are wholly or at least partially made from renewable materials, and therefore there is a need to produce mineral wool binders that are at least partially made from renewable materials.

Дополнительным эффектом, связанным с ранее известными водными композициями связующего вещества для минеральных волокон, является то, что они включают компоненты, которые являются коррозионно-активными и/или вредными. Это требует защитных мер для оборудования, задействованного в изготовлении изделий из минеральной ваты, для предотвращения коррозии, а также требует мер безопасности для лиц, работающих с этим оборудованием. Это приводит к увеличению затрат и проблемам со здоровьем, и поэтому существует потребность в создании композиций связующего вещества для минеральных волокон с пониженным содержанием коррозионно-активных и/или вредных материалов.An additional effect associated with previously known aqueous mineral fiber binder compositions is that they include components that are corrosive and/or harmful. This requires protective measures for equipment involved in the manufacture of mineral wool products to prevent corrosion, and also requires safety measures for persons working with this equipment. This leads to increased costs and health problems, and therefore there is a need to provide mineral fiber binder compositions with a reduced content of corrosive and/or harmful materials.

Еще одним дополнительным эффектом, связанным с ранее известными водными композициями связующего вещества для минеральных волокон, является то, что эти связующие обычно ассоциируются с серьезным оборудованием для отверждения связующего вещества. Оборудование для отверждения обычно представляет собой печь, работающую при температурах намного выше 100°C, например около 200°C. Длина печи составляет несколько метров, чтобы вместить полотно, которое непрерывно подается в печь, и обеспечить полное отверждение полотна при выходе из печи. Такое печное оборудование связано с большими энергозатратами.Another side effect associated with previously known aqueous mineral fiber binder compositions is that these binders are commonly associated with heavy binder curing equipment. The curing equipment is typically an oven operating at temperatures well above 100°C, eg around 200°C. The length of the oven is several meters to accommodate the web that is continuously fed into the oven and to ensure that the web is fully cured as it exits the oven. Such furnace equipment is associated with high energy costs.

В недавнем прошлом были предложены композиции связующего вещества, которые в значительной степени производятся из возобновляемых материалов и не являются коррозионно-активными и/или вредными.In the recent past, binder compositions have been proposed that are largely made from renewable materials and are not corrosive and/or harmful.

Тем не менее, по-прежнему существует потребность в создании композиций связующего вещества, которые изготавливают в значительной степени из возобновляемого материала и которые не являются коррозионными и/или вредными и в то же время демонстрируют улучшенные свойства продуктов из минеральной ваты, изготовленных из таких связующих веществ.However, there is still a need to provide binder compositions that are made to a large extent from a renewable material and that are not corrosive and/or harmful, while at the same time showing improved properties of mineral wool products made from such binders. .

Ссылка C. Peña, K. de la Caba, A. Eceiza, R. Ruseckaite, I. Mondragon in Biores. Technol. 2010, 101, 6836-6842 касается замены небиоразлагаемых пластиковых пленок на возобновляемое сырье из растений и отходов мясной промышленности. В связи с этим, в этой ссылке описано использование гидролизуемого таннина каштанового дерева для модификации желатина с целью образования пленок. Ссылка не описывает связующие вещества, в частности не описывает связующие вещества для минеральной ваты.Reference C. Peña, K. de la Caba, A. Eceiza, R. Ruseckaite, I. Mondragon in Biores. Technol. 2010, 101, 6836-6842 concerns the replacement of non-biodegradable plastic films with renewable raw materials from plants and meat industry waste. In this regard, this reference describes the use of hydrolysable chestnut tree tannin to modify gelatin to form films. The reference does not describe binders, in particular it does not describe binders for mineral wool.

Краткая сущность изобретенияBrief summary of the invention

Соответственно, цель настоящего изобретения состояла в создании композиции связующего вещества, которая особенно подходит для связывания минеральных волокон, использует возобновляемые материалы в качестве исходных материалов, уменьшает или устраняет использование коррозионных и/или вредных материалов, и в то же время позволяет улучшить свойства изготавливаемых из них минераловатных изделий.Accordingly, the aim of the present invention was to provide a binder composition that is particularly suitable for bonding mineral fibers, uses renewable materials as raw materials, reduces or eliminates the use of corrosive and/or harmful materials, and at the same time improves the properties of products made from them. mineral products.

Кроме того, цель настоящего изобретения состояла в создании композиции связующего вещества, которая не требует высокой температуры для отверждения и, следовательно, устраняет необходимость применения высокой температуры при изготовлении изделия, связанного композицией связующего вещества, и в то же время позволяет улучшить свойства изготовленных из минеральной ваты изделий.In addition, the aim of the present invention was to provide a binder composition that does not require high temperature for curing and, therefore, eliminates the need for high temperature in the manufacture of an article bonded with a binder composition, and at the same time improves the properties of products made from mineral wool. products.

Еще одна цель настоящего изобретения состояла в создании изделия из минеральной ваты, связанного такой композицией связующего вещества.Another object of the present invention was to provide a mineral wool product bonded with such a binder composition.

Еще одна цель настоящего изобретения состояла в создании способа изготовления такого изделия из минеральной ваты.Another object of the present invention was to provide a method for manufacturing such a mineral wool product.

Еще одна цель настоящего изобретения состояла в применении такой композиции связующего вещества для изготовления изделия из минеральной ваты.Another object of the present invention was to use such a binder composition for the manufacture of a mineral wool product.

Еще одна цель настоящего изобретения состояла в улучшении свойств, в частности в отношении водопоглощения и/или механических свойств и/или свойств старения изделия из минеральной ваты, содержащего минеральные волокна, связанные вместе с помощью связующего вещества, и полученного в результате отверждения композиции связующего вещества, содержащей по меньшей мере одно фенолсодержащее соединение и по меньшей мере один белок.Another object of the present invention was to improve the properties, in particular with regard to water absorption and/or mechanical properties and/or aging properties of a mineral wool product containing mineral fibers bonded together with a binder, and the binder composition obtained as a result of curing, containing at least one phenol-containing compound and at least one protein.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложена предпочтительно не содержащая формальдегида композиция связующего вещества для минеральных волокон, содержащая:According to a first aspect of the present invention, there is provided a preferably formaldehyde-free mineral fiber binder composition comprising:

- по меньшей мере одно фенолсодержащее соединение,- at least one phenol-containing compound,

- по меньшей мере один белок,- at least one protein,

- соединение, содержащее по меньшей мере один катион двухвалентного металла М2+.- a compound containing at least one divalent metal cation M 2+ .

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предложено изделие из минеральной ваты, содержащее минеральные волокна, связанные вместе с помощью связующего вещества, и полученное в результате отверждения такой композиции связующего вещества.According to a second aspect of the present invention, there is provided a mineral wool product comprising mineral fibers bonded together with a binder and obtained by curing such a binder composition.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предложен способ изготовления изделия из минеральной ваты, который включает стадии контактирования минеральных волокон с такой композицией связующего вещества.In accordance with a third aspect of the present invention, there is provided a process for making a mineral wool product, which includes the steps of contacting mineral fibers with such a binder composition.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предложено применение такой композиции связующего вещества для изготовления изделия из минеральной ваты.According to a fourth aspect of the present invention, the use of such a binder composition for the manufacture of a mineral wool product is provided.

В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения предложено применение по меньшей мере одного соединения, содержащего катион двухвалентного металла М2+, в композиции связующего вещества для минеральных волокон, включающей по меньшей мере одно фенолсодержащее соединение и по меньшей мере один белок, для улучшения водопоглощения и/или механических свойств и/или свойств старения изделия из минеральной ваты, содержащего минеральные волокна, связанные вместе с помощью связующего вещества, и полученного в результате отверждения композиции связующего вещества.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the use of at least one compound containing the divalent metal cation M 2+ in a mineral fiber binder composition comprising at least one phenol-containing compound and at least one protein to improve water absorption and/ or the mechanical and/or aging properties of a mineral wool product containing mineral fibers bonded together with a binder and a cured binder composition.

В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения предложено применение по меньшей мере одного соединения, содержащего катион двухвалентного металла М2+, и по меньшей мере одного соединения, содержащего катион одновалентного металла М+, в композиции связующего вещества для минеральных волокон, не содержащей формальдегид и содержащей по меньшей мере одно фенолсодержащее соединение и по меньшей мере один белок, для улучшения водопоглощения и/или механических свойств и/или свойств старения изделия из минеральной ваты, содержащего минеральные волокна, связанные вместе с помощью связующего вещества, и полученного в результате отверждения композиции связующего вещества.According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the use of at least one compound containing the divalent metal cation M 2+ and at least one compound containing the monovalent metal cation M + , in a formaldehyde-free mineral fiber binder composition containing at least one phenol-containing compound and at least one protein, for improving water absorption and/or mechanical properties and/or aging properties of a mineral wool product containing mineral fibers bonded together with a binder and a cured binder composition .

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что можно изготовить изделие из минеральной ваты, содержащее минеральные волокна, связанные вместе с помощью связующего вещества, и полученное в результате отверждения композиции связующего вещества, при этом композиция связующего вещества может быть получена в значительной степени из возобновляемых материалов, не содержит или содержит только в незначительной степени какие-либо коррозионные и/или вредные вещества, и изготовление изделия из минеральной ваты не приводит к загрязнению, например, такими соединениями как ЛОС (летучие органические соединения) во время изготовления, и в то же время такое изделие демонстрирует улучшенные свойства, в частности, в отношении водопоглощения и/или механических свойств и/или свойств старения.The present inventors have surprisingly found that it is possible to make a mineral wool product containing mineral fibers bonded together with a binder and obtained by curing the binder composition, wherein the binder composition can be made largely from renewable materials without contains or contains only to a small extent any corrosive and/or harmful substances, and the manufacture of a mineral wool product does not lead to contamination, for example, by compounds such as VOCs (Volatile Organic Compounds) during manufacture, and at the same time such a product shows improved properties, in particular with regard to water absorption and/or mechanical properties and/or aging properties.

Описание фигурыDescription of the figure

Результаты экспериментальной работы, описанной выше, обобщены на Фиг. 1, гдеThe results of the experimental work described above are summarized in FIG. 1, where

на фиг 1 (А), (В) и (С) показана: механическая прочность композитных брусков, изготовленных из каменных гранул и IMAGEL® LA, модифицированных таннином каштана в присутствии Ca(OH)2, не состаренного (А), состаренного в автоклаве (В) и состаренного в водяной бане (С) (■, сплошная линия), Ca:Na 60:40 (●, длинная пунктирная линия), Ca:Na 33:67 (▲, пунктирная линия), Ca:Na 14:86 (

Figure 00000001
короткая пунктирная линия) и NaOH (×, точечная линия);Fig. 1 (A), (B) and (C) shows: mechanical strength of composite bars made from stone granules and IMAGEL® LA, modified with chestnut tannin in the presence of Ca(OH) 2 , not aged (A), aged in autoclave (B) and aged in a water bath (C) (■, solid line), Ca:Na 60:40 (●, long dotted line), Ca:Na 33:67 (▲, dotted line), Ca:Na 14: 86 (
Figure 00000001
short dotted line) and NaOH (×, dotted line);

на фиг 1 (D): степень растворимости связующего вещества, рассчитанная как потеря содержания связующего вещества в результате старения в водяной ванне (D);in Fig 1 (D): the degree of solubility of the binder, calculated as the loss of the content of the binder due to aging in a water bath (D);

на фиг.1 (Е), (F): водопоглощение композитных брусков, измеренное через 3 часа (E) и 24 часа (F) пребывания в воде.1 (E), (F): water absorption of the composite bars measured after 3 hours (E) and 24 hours (F) in water.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Композиция связующего вещества в соответствии с настоящим изобретением включает:The binder composition according to the present invention includes:

- по меньшей мере одно фенолсодержащее соединение,- at least one phenol-containing compound,

- по меньшей мере один белок,- at least one protein,

- соединение, содержащее по меньшей мере один катион двухвалентного металла М2+.- a compound containing at least one divalent metal cation M 2+ .

В предпочтительном варианте осуществления связующее вещество в соответствии с настоящим изобретением не содержат формальдегида.In a preferred embodiment, the binder in accordance with the present invention does not contain formaldehyde.

Для целей настоящей заявки термин «не содержащий формальдегида» используется для характеристики изделия из минеральной ваты, в котором эмиссия формальдегида из изделия из минеральной ваты составляет менее 5 мкг/м2/ч, предпочтительно менее 3 мкг/м2/ч. Предпочтительно испытание проводят в соответствии со стандартом ISO 16000 для контроля эмиссии альдегидов.For the purposes of this application, the term "formaldehyde-free" is used to describe a mineral wool product in which the formaldehyde emission from the mineral wool product is less than 5 µg/m 2 /h, preferably less than 3 µg/m 2 /h. Preferably, the test is carried out in accordance with the ISO 16000 standard for aldehyde emission control.

Неожиданным преимуществом вариантов осуществления изделий из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением является то, что они проявляют свойства самовосстановления. После воздействия очень жестких условий, когда изделия из минеральной ваты теряют часть своей прочности, изделия из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением могут частично восстановить свою первоначальную прочность. Это отличается от традиционных изделий из минеральной ваты, для которых потеря прочности после воздействия жестких условий окружающей среды является необратимой. Не желая связывать себя какой-либо конкретной теорией, авторы настоящего изобретения полагают, что это неожиданное свойство изделий из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением связано со сложной природой связей, образованных в сети белка, поперечно сшитого фенолсодержащим соединением, который также включает четвертичные структуры и водородные связи, что позволяет образовывать связи в сети после возврата к нормальным условиям среды. Для изоляционного изделия, который при использовании, например, в качестве изоляции крыши летом может подвергаться воздействию очень высоких температур, это является важным преимуществом для обеспечения долгосрочной стабильности изделия.An unexpected advantage of the embodiments of mineral wool products in accordance with the present invention is that they exhibit self-healing properties. After exposure to very harsh conditions, where the mineral wool products lose some of their strength, the mineral wool products according to the present invention can partially regain their original strength. This is different from traditional mineral wool products where the loss of strength after exposure to harsh environmental conditions is irreversible. Without wishing to be bound by any particular theory, the present inventors believe that this unexpected property of the mineral wool products of the present invention is due to the complex nature of the bonds formed in the phenol-containing compound cross-linked protein network, which also includes quaternary structures and hydrogen bonds, which allows the formation of bonds in the network after returning to normal environmental conditions. For an insulating product that can be exposed to very high temperatures in summer, for example, as a roof insulation, this is an important advantage for long-term stability of the product.

Соединение, содержащее катион двухвалентного металлаA compound containing a divalent metal cation

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что свойства изделия из минеральной ваты, полученного с использованием связующего вещества, содержащего по меньшей мере одно фенолсодержащее соединение и по меньшей мере один белок, можно значительно улучшить путем добавления по меньшей мере одного соединения, содержащего катион двухвалентного металла М2+, к композиции связующего вещества.The present inventors have unexpectedly found that the properties of a mineral wool product obtained using a binder containing at least one phenol-containing compound and at least one protein can be significantly improved by adding at least one compound containing a divalent metal cation M 2 + , to the binder composition.

В частности, могут быть значительно улучшены свойства водопоглощения и/или механические свойства и/или свойства старения изделия из минеральной ваты.In particular, the water absorption properties and/or the mechanical properties and/or the aging properties of the mineral wool product can be significantly improved.

В одном варианте осуществления соединение, содержащее по меньшей мере один катион двухвалентного металла М2+, содержит по меньшей мере один катион двухвалентного металла М2+из щелочноземельных металлов, Mn, Fe, Cu, Zn, Sn.In one embodiment, the compound containing at least one divalent metal cation M 2+ contains at least one divalent metal cation M 2+ from the alkaline earth metals, Mn, Fe, Cu, Zn, Sn.

В одном варианте осуществления соединение, содержащее по меньшей мере один катион двухвалентного металла M2+, представляет собой ионное соединение, в частности соль, содержащую катион двухвалентного металла M2+, в частности щелочноземельные металлы, Mn, Fe, Cu, Zn, Sn или их смеси, и один или несколько противоионов в форме анионов.In one embodiment, the compound containing at least one divalent metal cation M 2+ is an ionic compound, in particular a salt containing a divalent metal cation M 2+ , in particular alkaline earth metals, Mn, Fe, Cu, Zn, Sn or mixtures thereof, and one or more counterions in the form of anions.

В одном варианте осуществления соединение, содержащее катион двухвалентного металла M2+, включает одно или несколько соединений, выбранных из группы M(OH)2, MO, M(HCO3)2, MCO3, M(H2PO4)2, MHPO4, M3(PO4)2, M(HPO3), M(H2PO2)2, MSO4, MCl2, MHNSO3, в частности M(OH)2.In one embodiment, the compound containing the divalent metal cation M 2+ includes one or more compounds selected from the group M(OH) 2 , MO, M(HCO 3 ) 2 , MCO 3 , M(H 2 PO 4 ) 2 , MHPO 4 , M 3 (PO 4 ) 2 , M(HPO 3 ), M(H 2 PO 2 ) 2 , MSO 4 , MCl 2 , MHNSO 3 , in particular M(OH) 2 .

В одном варианте осуществления соединение, содержащее катион двухвалентного металла M2+, включает одно или несколько соединений, выбранных из M(ClO3)2 и M(ClO4)2.In one embodiment, the compound containing the divalent metal cation M 2+ includes one or more compounds selected from M(ClO 3 ) 2 and M(ClO 4 ) 2 .

В одном варианте осуществления соединение, содержащее катион двухвалентного металла М2+, включает Са2+.In one embodiment, the compound containing the divalent metal cation M 2+ includes Ca 2+ .

В альтернативном варианте осуществления соединение, содержащее катион двухвалентного металла, включает Mn2+, Fe2+, Cu2+, Zn2+, Sn2+, Ba2+, Nd2+или их смеси.In an alternative embodiment, the compound containing the divalent metal cation includes Mn 2+ , Fe 2+ , Cu 2+ , Zn 2+ , Sn 2+ , Ba 2+ , Nd 2+ , or mixtures thereof.

В одном варианте осуществления композиция связующего вещества содержит по меньшей мере одно соединение катиона двухвалентного металла в количестве от 0,1 мас. % до 10 мас. %, например, от 0,2 мас. % до 8 мас. %, например, от 0,3 мас. % до 5 мас. %, например, от 0,4 мас. % до 4,3 мас. %, например, от 1,0 мас. % до 4,3 мас. %, в расчете на общую сухую массу фенолсодержащего соединения и белка.In one embodiment, the binder composition contains at least one divalent metal cation compound in an amount of 0.1 wt. % up to 10 wt. %, for example, from 0.2 wt. % up to 8 wt. %, for example, from 0.3 wt. % up to 5 wt. %, for example, from 0.4 wt. % to 4.3 wt. %, for example, from 1.0 wt. % to 4.3 wt. %, based on the total dry weight of the phenol-containing compound and protein.

В одном варианте осуществления композиция связующего вещества дополнительно содержит по меньшей мере одно соединение, содержащее катион одновалентного металла М+, в частности, в форме по меньшей мере одного катиона одновалентного металла из соединения, содержащего щелочной металл.In one embodiment, the binder composition further comprises at least one monovalent metal cation-containing compound M + , in particular in the form of at least one monovalent metal cation from the alkali metal-containing compound.

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что добавлением как соединения, содержащего катион двухвалентного металла М2+, так и соединения, содержащего катион одновалентного металла М+, могут быть достигнуты особенно хорошие свойства изделий из минеральной ваты, изготовленных с помощью композиции связующего вещества, и что, в частности, свойства изделий из минеральной ваты, изготовленных с использованием такой композиции связующего вещества, могут быть адаптированы в зависимости от требований, предъявляемых к такому изделию из минеральной ваты.The present inventors have surprisingly found that by adding both a compound containing a divalent metal cation M 2+ and a compound containing a monovalent metal cation M + , particularly good properties of mineral wool products made with the binder composition can be achieved and that in particular, the properties of mineral wool products made using such a binder composition can be adapted depending on the requirements for such a mineral wool product.

В одном варианте композиция связующее вещество содержит по меньшей мере один катион одновалентного металла М+в форме по меньшей мере одного катиона металла из щелочного металла.In one embodiment, the binder composition contains at least one monovalent metal cation M+ in the form of at least one alkali metal cation.

В одном варианте осуществления композиция связующего вещества содержит по меньшей мере один катион одновалентного металла в форме катиона одновалентного металла из Li, Na, K, в частности Na.In one embodiment, the binder composition contains at least one monovalent metal cation in the form of a monovalent metal cation of Li, Na, K, in particular Na.

В одном варианте осуществления композиция связующего вещества содержит по меньшей мере одно соединение, содержащее катион одновалентного металла М+, в количестве от 0,01 мас. % до 6 мас. %, например, от 0,1 мас. % до 5 мас. %, например, 0,2 мас. % % до 4 мас. %, например, от 0,3 мас. % до 3,3 мас. %, например, от 0,3 мас. % до 2,0 мас. %, в расчете на общую сухую массу фенолсодержащего соединения и белка.In one embodiment, the binder composition contains at least one compound containing a monovalent metal cation M + in an amount of 0.01 wt. % up to 6 wt. %, for example, from 0.1 wt. % up to 5 wt. %, for example, 0.2 wt. % % up to 4 wt. %, for example, from 0.3 wt. % to 3.3 wt. %, for example, from 0.3 wt. % up to 2.0 wt. %, based on the total dry weight of the phenol-containing compound and protein.

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что путем регулирования отношения соединения, содержащего катион двухвалентного металла М2+, к соединению, содержащему катион одновалентного металла М+, в композициях связующего вещества можно достичь определенных характеристик в свойствах изделия из минеральной ваты, полученного из композиций связующего вещества.The inventors of the present invention surprisingly found that by adjusting the ratio of the compound containing the divalent metal cation M 2+ to the compound containing the monovalent metal cation M + in the binder compositions, it is possible to achieve certain characteristics in the properties of the mineral wool product obtained from the binder compositions. .

В одном варианте осуществления композиция связующего вещества содержит по меньшей мере одно соединение, содержащее катион двухвалентного металла М2+, и по меньшей мере одно соединение, содержащее катион одновалентного металла М+, и где молярное отношение катиона двухвалентного металла к катиону одновалентного металла находится в диапазоне от 10:90 до 90: 10, например, от 14,3:85,7 до 90:10, например, от 14,3:85,7 до 60:40, например, от 20:80 до 80:20, например, от 25:75 до 75:25, например, от 33,3:66,7 до 60: 40, например, от 40:60 до 60:40, например, 50:50.In one embodiment, the binder composition contains at least one compound containing a divalent metal cation M 2+ and at least one compound containing a monovalent metal cation M + , and where the molar ratio of the divalent metal cation to the monovalent metal cation is in the range 10:90 to 90:10, e.g. 14.3:85.7 to 90:10, e.g. 14.3:85.7 to 60:40, e.g. 20:80 to 80:20, eg 25:75 to 75:25, eg 33.3:66.7 to 60:40, eg 40:60 to 60:40, eg 50:50.

Фенолсодержащее соединение связующего веществаPhenol-containing binder compound

Композиция связующего вещества в соответствии с настоящим изобретением включает фенолсодержащее соединение связующего вещества, в частности одно или несколько фенольных соединений.The binder composition according to the present invention comprises a phenol-containing binder compound, in particular one or more phenolic compounds.

Фенольные соединения, или фенолы, представляют собой соединения, которые имеют одну или несколько гидроксильных групп, присоединенных непосредственно к ароматическому кольцу. Полифенолы (или полигидроксифенолы) представляют собой соединения, которые имеют более одной фенольной гидроксильной группы, присоединенной к одному или нескольким ароматическим кольцам. Фенольные соединения характерны для растений, и как группа они обычно встречаются в виде сложных эфиров или гликозидов, а не в виде свободных соединений.Phenolic compounds, or phenols, are compounds that have one or more hydroxyl groups attached directly to the aromatic ring. Polyphenols (or polyhydroxyphenols) are compounds that have more than one phenolic hydroxyl group attached to one or more aromatic rings. Phenolic compounds are characteristic of plants, and as a group they usually occur as esters or glycosides rather than as free compounds.

Термин фенолы охватывает очень большую и разнообразную группу химических соединений. Предпочтительно, фенолсодержащее соединение представляет собой соединение согласно схеме, основанной на количестве атомов углерода в молекуле, подробно описанной W. Vermerris, R. Nicholson, в книге Phenolic Compound Biochemistry, Springer Netherlands, 2008.The term phenols covers a very large and diverse group of chemical compounds. Preferably, the phenol-containing compound is a compound according to the scheme based on the number of carbon atoms in the molecule, as detailed by W. Vermerris, R. Nicholson, in Phenolic Compound Biochemistry, Springer Netherlands, 2008.

В одном варианте осуществления фенолсодержащее соединение включает фенолсодержащее соединение, такое как простые фенолы, такие как гидроксибензойные кислоты, такие как гидроксибензойные альдегиды, такие как гидроксиацетофеноны, такие как гидроксифенилуксусные кислоты, такие как коричные кислоты, такие как сложные эфиры коричной кислоты, такие как коричные альдегиды, такие как коричные спирты, такие как кумарины, такие как изокумарины, такие как хромоны, такие как флавоноиды, такие как халконы, такие как дигидрохалконы, такие как ауроны, такие как флаваноны, такие как флаванонолы, такие как флаваны, такие как лейкоантоцианидины, такие как флаван-3-олы, такие как флавоны, такие как антоцианидины, такие как дезоксиантоцианидины, такие как антоцианы, такие как бифлавонилы, такие как бензофеноны, такие как ксантоны, такие как стильбены, такие как бетацианины, такие как полифенолы и/или полигидроксифенолы, такие как лигнаны, неолигнаны (димеры или олигомеры в результате связывания монолигнолов, таких как p-кумариловый спирт, конифериловый спирт и синапиловый спирт), такие как лигнины (синтезированные в основном из предшественников монолигнола p-кумарилового спирта, кониферилового спирта и синапилового спирта), такие как таннины, такие как таннаты (соли таннинов), такие как конденсированные таннины (проантоцианидины), такие как гидролизуемые таннины, такие как галлотаннины, такие как эллагитаннины, такие как комплексные таннины, такие как дубильная кислота, такие как флобабены, такие как флоротаннины.In one embodiment, the phenol-containing compound includes a phenol-containing compound such as simple phenols such as hydroxybenzoic acids such as hydroxybenzoic aldehydes such as hydroxyacetophenones such as hydroxyphenylacetic acids such as cinnamic acids such as cinnamic acid esters such as cinnamic aldehydes such as cinnamic alcohols such as coumarins such as isocoumarins such as chromones such as flavonoids such as chalcones such as dihydrochalcones such as aurones such as flavanones such as flavanonols such as flavans such as leucoanthocyanidins, such as flavan-3-ols such as flavones such as anthocyanidins such as deoxyanthocyanidins such as anthocyanins such as biflavonyls such as benzophenones such as xanthones such as stilbenes such as betacyanins such as polyphenols and/or polyhydroxyphenols such as lignans, neolignans (dimers or oligomers resulting from the binding of monolignols such as p-coumaryl alcohol, coniferyl alcohol and sinapyl alcohol), such as lignins (synthesized mainly from monolignol precursors p-coumaryl alcohol, coniferyl alcohol and sinapyl alcohol ), such as tannins, such as tannates (salts of tannins), such as condensed tannins (proanthocyanidins), such as hydrolysable tannins, such as gallotannins, such as ellagitannins, such as complex tannins, such as tannic acid, such as flobabens, such like phlorotannins.

В одном варианте осуществления фенолсодержащее соединение выбрано из группы, состоящей из простых фенолов, фенолсодержащих соединений с более сложной структурой, чем структура C6, таких как олигомеры простых фенолов, полифенолы и/или полигидроксифенолы.In one embodiment, the phenol-containing compound is selected from the group consisting of simple phenols, phenol-containing compounds with a structure more complex than C6, such as simple phenol oligomers, polyphenols and/or polyhydroxyphenols.

Фенолсодержащие соединения в соответствии с настоящим изобретением также могут быть синтетическими или полусинтетическими молекулами или конструкциями, содержащими фенолы, полифенолы. Примером такой конструкции является белок, пептид, пептоиды (такие как линейные и/или циклические олигомеры и/или полимеры N-замещенных глицинов, N-замещенных β-аланинов) или арилопептоиды (такие как линейные и/или циклические олигомеры и/или полимеры N-замещенных аминометилбензамидов), модифицированные фенолсодержащими боковыми цепями. Другим примером является дендример, декорированный фенолом, содержащим боковые цепи.The phenol-containing compounds according to the present invention may also be synthetic or semi-synthetic molecules or constructs containing phenols, polyphenols. An example of such a construct is a protein, peptide, peptoids (such as linear and/or cyclic oligomers and/or polymers of N-substituted glycines, N-substituted β-alanines) or arylopeptoids (such as linear and/or cyclic oligomers and/or polymers of N -substituted aminomethylbenzamides) modified with phenol-containing side chains. Another example is a phenol-decorated dendrimer containing side chains.

В одном варианте осуществления фенолсодержащее соединение в соответствии с настоящим изобретением представляет собой хинон. Хиноны представляют собой окисленные производные ароматических соединений и их часто легко получить из реакционноспособных ароматических соединений с электронодонорными заместителями, такими как фенолы. Хиноны, подходящие для настоящего изобретения, включают бензохиноны, нафтохинон, антрахинон и лаусон.In one embodiment, the phenol-containing compound of the present invention is a quinone. Quinones are oxidized derivatives of aromatic compounds and are often easily prepared from reactive aromatic compounds with electron-donating substituents, such as phenols. Quinones suitable for the present invention include benzoquinones, naphthoquinone, anthraquinone and lawson.

Таннины составляют группу соединений с большим разнообразием структур, обладающих общей способностью связывать и осаждать белки. Таннины в изобилии содержатся во многих различных видах растений, в частности, в дубе, каштане, сумахе оленерогого и теллиме крупноцветковой. Таннины могут присутствовать в листьях, коре и плодах. Таннины можно разделить на три группы: конденсированные таннины, гидролизуемые таннины и комплексные таннины. Конденсированные таннины, или проантоцианидины, представляют собой олигомерные или полимерные флавоноиды, состоящие из единиц флаван-3-ола (катехина). Галлотаннины представляют собой гидролизуемые таннины с полиольным ядром, замещенным 10-12 остатками галловой кислоты. Наиболее часто встречающимся полиолом в галлотаннинах является D-глюкоза, хотя некоторые галлотаннины содержат катехиновые и тритерпеноидные звенья в качестве основного полиола. Эллагитаннины представляют собой гидролизуемые таннины, которые отличаются от галлотаннинов тем, что содержат дополнительные связи С-С между соседними галлоильными фрагментами. Сложные таннины определяются как таннины, в которых катехиновая единица гликозидно связана либо с галлотанниновой, либо с эллагитанниновой единицей.Tannins are a group of compounds with a wide variety of structures that share the ability to bind and precipitate proteins. Tannins are found in abundance in many different plant species, such as oak, chestnut, staghorn sumac, and tellima grandiflora. Tannins can be present in leaves, bark and fruits. Tannins can be divided into three groups: condensed tannins, hydrolysable tannins and complex tannins. Condensed tannins, or proanthocyanidins, are oligomeric or polymeric flavonoids composed of flavan-3-ol (catechin) units. Gallotannins are hydrolyzable tannins with a polyol core substituted with 10-12 gallic acid residues. The most common polyol in gallotannins is D-glucose, although some gallotannins contain catechin and triterpenoid units as the main polyol. Ellagitannins are hydrolysable tannins that differ from gallotannins in that they contain additional C-C bonds between adjacent haloyl moieties. Complex tannins are defined as tannins in which a catechin unit is glycosidically bonded to either a gallotannin or an ellagitannin unit.

В одном варианте осуществления таннин выбран из одного или нескольких компонентов из группы, состоящей из дубильной кислоты, конденсированных таннинов (проантоцианидинов), гидролизуемых таннинов, галлотаннинов, эллагитаннинов, комплексных таннинов и/или таннина, происходящих из одного или нескольких видов дуба, каштана, сумаха оленерогого, теллимы крупноцветковой, квебрахо, акации, мимозы, коры черной акации, винограда, галла, гамбира, миробалана, колоказии съедобной, валонии и эвкалипта.In one embodiment, the tannin is selected from one or more of the group consisting of tannic acid, condensed tannins (proanthocyanidins), hydrolysable tannins, gallotannins, ellagitannins, complex tannins, and/or tannin derived from one or more species of oak, chestnut, sumac. deer-horned, tellima grandiflora, quebracho, acacia, mimosa, black locust bark, grapes, gall, gambir, myrobalan, edible taro, wallonia and eucalyptus.

Авторы изобретения обнаружили, что широкий спектр таких фенолсодержащих соединений можно использовать для сшивания белков, что позволяет сформировать связующую композицию. Часто эти фенолсодержащие составные компоненты получают из растительных тканей и поэтому являются возобновляемым материалом. В некоторых вариантах осуществления соединения также нетоксичны и не вызывают коррозии. Дополнительным преимуществом является то, что эти соединения являются противомикробными и поэтому придают свои противомикробные свойства изделию из минеральной ваты, связанному таким связующим.The inventors have found that a wide variety of such phenol-containing compounds can be used to cross-link proteins to form a binder composition. Often, these phenol-containing compounds are derived from plant tissues and are therefore a renewable material. In some embodiments, the compounds are also non-toxic and non-corrosive. An additional advantage is that these compounds are antimicrobial and therefore impart their antimicrobial properties to the mineral wool product bound by such a binder.

Белковый компонент связующего веществаProtein component of the binder

Предпочтительно белковый компонент связующего вещества выбирают из группы, состоящей из белков животного происхождения, включая коллаген, желатин, гидролизованный желатин и молочный белок (казеин, сыворотка), яйца; белков медуз, белков, полученных рекомбинантными способами; белков насекомых, таких как шелкопряды, такие как серицин; белков из растительных источников, включая белки из водорослей, бобовых, злаков, цельных зерен, орехов, семян и фруктов, таких как белок из гречихи, овса, ржи, проса, маиса (кукурузы), риса, пшеницы, булгура, сорго, амаранта, лебеды, соевых бобов (соевый белок), чечевицы, фасоли, белой фасоли, маша, нута, вигна, лимской фасоли, голубиного гороха, люпина, фасоли, миндаля, бразильских орехов, кешью, пекана, грецких орехов, семян рапса, семян хлопка, семян тыквы, семян конопли, семян кунжута и подсолнечника; полифенольных белков, такого как белок мидийной стопы.Preferably the protein component of the binder is selected from the group consisting of proteins of animal origin, including collagen, gelatin, hydrolysed gelatin and milk protein (casein, whey), eggs; jellyfish proteins, proteins obtained by recombinant methods; insect proteins such as silkworms such as sericin; proteins from plant sources, including proteins from algae, legumes, cereals, whole grains, nuts, seeds and fruits, such as protein from buckwheat, oats, rye, millet, maize (corn), rice, wheat, bulgur, sorghum, amaranth, quinoa, soybeans (soy protein), lentils, kidney beans, white beans, mung beans, chickpeas, cowpeas, lima beans, pigeon peas, lupins, kidney beans, almonds, Brazil nuts, cashews, pecans, walnuts, canola seeds, cotton seeds, pumpkin seeds, hemp seeds, sesame seeds and sunflower seeds; polyphenolic proteins such as mussel foot protein.

Коллаген является очень распространенным материалом в живых тканях. Он является основным компонентом соединительной ткани и составляет 25-35% общего содержания белка в млекопитающих. Желатин получают путем химического разложения коллагена. Желатин также может быть получен рекомбинантными способами. Желатин является водорастворимым и имеет молекулярную массу от 10000 до 500000 г/моль, например, от 30000 до 300000 г/моль в зависимости от степени гидролиза. Желатин является широко применяемым пищевым продуктом, и поэтому общепризнано, что это соединение совершенно не токсично и при работе с желатином не требуются меры предосторожности.Collagen is a very common material in living tissues. It is the main component of connective tissue and makes up 25-35% of the total protein content in mammals. Gelatin is obtained by chemical decomposition of collagen. Gelatin can also be obtained by recombinant methods. Gelatin is water soluble and has a molecular weight of 10,000 to 500,000 g/mol, eg 30,000 to 300,000 g/mol, depending on the degree of hydrolysis. Gelatin is a widely used food product, and therefore it is generally accepted that this compound is completely non-toxic and no precautions are required when working with gelatin.

Желатин представляет собой гетерогенную смесь одноцепочечных или многоцепочечных полипептидов, обычно демонстрирующих спиральные структуры. В частности, тройная спираль коллагена I типа, полученного из кожи и костей, являющихся источником желатина, состоит из двух α1(I) и одной α2(I) цепей.Gelatin is a heterogeneous mixture of single or multi-chain polypeptides, usually showing helical structures. In particular, the triple helix of type I collagen derived from skin and bone, which is the source of gelatin, consists of two α1(I) and one α2(I) chains.

В растворах желатина могут происходить превращения типа клубок-спираль.Coil-spiral transformations can occur in gelatin solutions.

Желатины типа A получают при обработке кислотой. Желатины типа В получают при обработке основанием.Type A gelatins are obtained by acid treatment. Type B gelatins are obtained by treatment with a base.

Химические поперечные связи могут быть введены в желатин. В одном варианте осуществления для связывания лизина с остатками глутамина используют трансглутаминазу; в одном варианте, для связывания лизина с лизином используют глутаровый альдегид; в одном варианте осуществления для связывания остатков лизина используют таннины.Chemical cross-links can be introduced into gelatin. In one embodiment, a transglutaminase is used to bind lysine to glutamine residues; in one embodiment, glutaraldehyde is used to link lysine to lysine; in one embodiment, tannins are used to bind lysine residues.

Желатин также может быть дополнительно гидролизован до более мелких фрагментов вплоть до 3000 г/моль.Gelatin can also be further hydrolyzed to smaller fragments up to 3000 g/mol.

При охлаждении желатинового раствора могут образовываться коллагеноподобные спирали. Желатин может образовывать спиральные структуры.When the gelatin solution is cooled, collagen-like coils can form. Gelatin can form helical structures.

В одном варианте осуществления отвержденное связующее вещество, содержащее белок, имеющий спиральные структуры.In one embodiment, a cured binder containing a protein having helical structures.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один белок представляет собой низкопрочный желатин, например, желатин, имеющий прочность геля от 30 до 125 по Блуму.In one embodiment, at least one protein is a low strength gelatin, for example, gelatin having a gel strength of 30 to 125 Bloom.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один белок представляет собой среднепрочный желатин, например, желатин, имеющий прочность геля от 125 до 180 по Блуму.In one embodiment, at least one protein is a medium strength gelatin, for example, gelatin having a gel strength of 125 to 180 Bloom.

В одном варианте осуществления по меньшей мере один белок представляет собой высокопрочный желатин, такой как желатин, имеющий прочность геля от 180 до 300 по Блуму.In one embodiment, the at least one protein is a high strength gelatin, such as gelatin having a gel strength of 180 to 300 Bloom.

В предпочтительном варианте осуществления желатин предпочтительно получают из одного или нескольких источников из группы, состоящей из видов млекопитающих, птиц, таких как корова, свинья, лошадь, домашняя птица, и/или из чешуи, кожи рыб.In a preferred embodiment, the gelatin is preferably obtained from one or more sources from the group consisting of mammalian species, birds such as cow, pig, horse, poultry, and/or fish scales, skins.

В одном варианте осуществления к композиции связующего вещества в соответствии с настоящим изобретением может быть добавлена мочевина. Авторы изобретения обнаружили, что добавление даже небольших количеств мочевины приводит к денатурации желатина, что может замедлять гелеобразование, которое может быть желательным в некоторых вариантах осуществления. Добавление мочевины может также привести к размягчению продукта.In one embodiment, urea may be added to the binder composition of the present invention. The inventors have found that the addition of even small amounts of urea leads to gelatin denaturation, which can slow down gelation, which may be desirable in some embodiments. The addition of urea may also lead to softening of the product.

Авторы изобретения обнаружили, что группы карбоновых кислот в желатинах эффективно взаимодействуют с трех- и четырехвалентными ионами, например с солями алюминия. Особенно это касается желатинов типа B, которые содержат больше групп карбоновых кислот, чем желатины типа A.The inventors have found that the carboxylic acid groups in gelatins interact effectively with tri- and tetravalent ions, such as aluminum salts. This is especially true for type B gelatins, which contain more carboxylic acid groups than type A gelatins.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что в некоторых вариантах осуществления отверждение/сушку композиций связующего вещества в соответствии с настоящим изобретением, которые содержат желатин, не следует начинать при очень высоких температурах.The present inventors have found that, in some embodiments, curing/drying of binder compositions of the present invention that contain gelatin should not be started at very high temperatures.

Авторы изобретения обнаружили, что запуск отверждения при низких температурах может привести к получению более прочных продуктов. Не желая связывать себя какой-либо конкретной теорией, авторы изобретения предполагают, что запуск отверждения при высоких температурах может приводить к образованию непроницаемой внешней оболочки из композиции связующего вещества, которая затрудняет высвобождение воды под ней.The inventors have found that starting the cure at low temperatures can result in stronger products. While not wishing to be bound by any particular theory, the inventors speculate that starting cure at high temperatures may result in an impermeable outer shell of the binder composition that makes it difficult for water to escape underneath.

Неожиданно было обнаружено, что связующие вещества в соответствии с настоящим изобретением, содержащие желатины, имеют очень высокую термостойкость. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что в некоторых вариантах осуществления отвержденные связующие вещества могут выдерживать температуры до 300°C без разложения.Surprisingly, it has been found that binders in accordance with the present invention containing gelatins have a very high heat resistance. The authors of the present invention have found that in some embodiments, the implementation of the cured binder can withstand temperatures up to 300°C without decomposition.

Реакция компонентов связующего веществаReaction of binder components

Без желания связывать себя какой-либо конкретной теорией, авторы настоящего изобретения полагают, что реакция между фенолсодержащим соединением и белком по меньшей мере частично зависит от окисления фенолов до хинонов с последующей нуклеофильной атакой амино- и/или тиоловых групп белка, что приводит к сшиванию белков фенолсодержащими соединениями.Without wishing to be bound by any particular theory, the present inventors believe that the reaction between a phenol-containing compound and a protein depends at least in part on the oxidation of phenols to quinones, followed by nucleophilic attack on the amino and/or thiol groups of the protein, resulting in protein crosslinking. phenolic compounds.

Без желания связывать себя какой-либо конкретной теорией, авторы настоящего изобретения полагают, что улучшение свойств изделий (продуктов) из минеральной ваты, изготовленных с помощью связующих веществ в соответствии с настоящим изобретением, благодаря присутствию соединения, содержащего катион двухвалентного металла М2+, можно объяснить хелатирующим эффектом, при котором M2+ сшивает отрицательно заряженные группы отвержденного связующего вещества.Without wishing to be bound by any particular theory, the inventors of the present invention believe that an improvement in the properties of mineral wool articles (products) made with binders in accordance with the present invention, due to the presence of a compound containing a divalent metal cation M 2+ , can be explained by the chelating effect, in which M 2+ crosslinks the negatively charged groups of the cured binder.

Путем предоставления по меньшей мере одного соединения, содержащего катион двухвалентного металла М2+, и по меньшей мере одного соединения, содержащего катион одновалентного металла М+, этот эффект сшивания можно, согласно теории авторов изобретения, модулировать, и свойства продуктов из минеральной ваты можно изменять по индивидуальному заказу.By providing at least one compound containing the divalent metal cation M 2+ and at least one compound containing the monovalent metal cation M + , this cross-linking effect can, according to the theory of the inventors, be modulated and the properties of mineral wool products can be changed by individual order.

В предпочтительном варианте осуществления содержание фенолсодержащего соединения в композиции связующего вещества в соответствии с настоящим изобретением составляет от 1 до 70 мас. %, например, от 2 до 60 мас. %, например, от 3 до 50 мас. %, например, от 4 до 40 мас. %, например от 5 до 35 мас. %, из расчета на сухую белковую основу.In a preferred embodiment, the content of phenol-containing compounds in the composition of the binder in accordance with the present invention is from 1 to 70 wt. %, for example, from 2 to 60 wt. %, for example, from 3 to 50 wt. %, for example, from 4 to 40 wt. %, for example from 5 to 35 wt. %, calculated on a dry protein basis.

В альтернативном предпочтительном варианте осуществления массовое отношение (лизин+цистеин) в белке к (фенолу) в фенолсодержащем соединении составляет 1:5,78-1:0,08, например 1:2,89-1:0,09, например 1: 1,93 - 1:0,12, например, 1:1,45 - 1:0,15, например, 1:1,16 - 1:0,17.In an alternative preferred embodiment, the weight ratio of (lysine+cysteine) in protein to (phenol) in the phenol-containing compound is 1:5.78-1:0.08, such as 1:2.89-1:0.09, such as 1: 1.93 - 1:0.12, e.g. 1:1.45 - 1:0.15, e.g. 1:1.16 - 1:0.17.

Под массовым отношением (лизин+цистеин) в белке к (фенолу) в фенолсодержащем соединении следует понимать отношение общей массы остатков лизин+цистеин в белковом компоненте к общей массе остатков фенола в фенолсодержащем соединении.The mass ratio of (lysine+cysteine) in protein to (phenol) in a phenol-containing compound should be understood as the ratio of the total mass of lysine+cysteine residues in the protein component to the total mass of phenol residues in the phenol-containing compound.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что отверждение связующего вещества сильно ускоряется в щелочных условиях. Следовательно, в одном варианте композиция связующего вещества для минеральных волокон содержит регулятор рН, предпочтительно в форме основания, такого как органическое основание, такое как амин или его соли, неорганическое основание, такое как аммиак или его соли.The inventors of the present invention have found that the curing of the binder is greatly accelerated under alkaline conditions. Therefore, in one embodiment, the mineral fiber binder composition contains a pH adjuster, preferably in the form of a base such as an organic base such as an amine or salts thereof, an inorganic base such as ammonia or salts thereof.

В предпочтительном варианте осуществления композиция связующего вещества в соответствии с настоящим изобретением имеет pH более 7, например, более 8, например, более 9, например, в диапазоне от выше 7 до ниже 11.In a preferred embodiment, the binder composition according to the present invention has a pH greater than 7, such as greater than 8, such as greater than 9, such as in the range of above 7 to below 11.

В одном варианте осуществления белок включает полифенольные белки.In one embodiment, the protein includes polyphenolic proteins.

Указанные белки содержат высокий уровень посттрансляционно модифицированной-окисленной-формы тирозина, L-3,4-дигидроксифенилаланина (леводопа, L-ДОФА). См. также J.J. Wilker Nature Chem. Biol. 2011, 7, 579-580 для ссылки на эти белки.These proteins contain high levels of the post-translationally modified-oxidized form of tyrosine, L-3,4-dihydroxyphenylalanine (levodopa, L-DOPA). See also J.J. Wilker Nature Chem. Biol. 2011, 7, 579-580 for reference to these proteins.

ДобавкиAdditives

В предпочтительном варианте осуществления композиция связующего вещества в соответствии с настоящим изобретением содержит добавки.In a preferred embodiment, the binder composition according to the present invention contains additives.

Указанные добавки могут быть такими компонентами, как один или несколько реактивных или нереактивных силиконов, которые можно добавлять к связующему веществу. Предпочтительно, один или более реактивных или нереактивных силиконов выбирают из группы, состоящей из силикона, состоящего из главной цепи, которая содержит органосилоксановые остатки, особенно дифенилсилоксановые остатки, алкилсилоксановые остатки, предпочтительно диметилсилоксановые остатки, несущие по меньшей мере одну гидроксильную, ацильную, карбоксильную или ангидридную, аминную, эпоксидную или виниловую функциональную группу, способную вступать в реакцию с по меньшей мере одним из компонентов связующей композиции, предпочтительно присутствующие в количестве 0,1-15 мас. %, предпочтительно 0,1-10 мас. %, более предпочтительно 0,3-8 мас. %, от общей массы связующего вещества.Said additives may be components such as one or more reactive or non-reactive silicones which may be added to the binder. Preferably, one or more reactive or non-reactive silicones are selected from the group consisting of a silicone consisting of a backbone that contains organosiloxane moieties, especially diphenylsiloxane moieties, alkylsiloxane moieties, preferably dimethylsiloxane moieties, bearing at least one hydroxyl, acyl, carboxyl or anhydride , amine, epoxy or vinyl functional group capable of reacting with at least one of the components of the binder composition, preferably present in an amount of 0.1-15 wt. %, preferably 0.1-10 wt. %, more preferably 0.3-8 wt. %, based on the total weight of the binder.

В одном варианте осуществления к связующему веществу может быть добавлено эмульгированное углеводородное масло.In one embodiment, an emulsified hydrocarbon oil may be added to the binder.

Как уже было описано выше, многие фенолсодержащие соединения, в частности полифенолы, обладают противомикробными свойствами и поэтому придают связующему веществу противомикробные свойства. Тем не менее, в одном варианте осуществления к композициям связующего вещества может быть добавлен агент против обрастания.As already described above, many phenol-containing compounds, in particular polyphenols, have antimicrobial properties and therefore impart antimicrobial properties to the binder. However, in one embodiment, an antifouling agent may be added to the binder compositions.

В одном варианте осуществления к связующему веществу может быть добавлен агент против набухания, такой как дубильная кислота и/или таннины.In one embodiment, an anti-swelling agent such as tannic acid and/or tannins may be added to the binder.

В одном варианте осуществления композиция связующего вещества в соответствии с настоящим изобретением содержит добавки в виде аминовых линкеров и/или тиоловых/тиолатных линкеров. Указанные добавки в форме аминовых линкеров и/или тиоловых/тиолатных линкеров особенно полезны, когда реакция сшивания связующего вещества протекает по хинон-аминному и/или хинон-тиольному пути.In one embodiment, the binder composition in accordance with the present invention contains additives in the form of amine linkers and/or thiol/thiolate linkers. Said additives in the form of amine linkers and/or thiol/thiolate linkers are particularly useful when the crosslinking reaction of the binder proceeds via the quinone-amine and/or quinone-thiol pathway.

В одном варианте осуществления композиции связующего вещества в соответствии с настоящим изобретением содержат дополнительные добавки в виде добавок, выбранных из группы, состоящей из реагентов типа ПЭГ, силанов, сложных эфиров жирных кислот и глицерина, а также гидроксилапатитов.In one embodiment, the binder compositions of the present invention contain additional additives in the form of additives selected from the group consisting of PEG type reagents, silanes, fatty acid esters of glycerol, and hydroxyapatites.

Окислители в качестве добавок могут предназначаться для увеличения скорости окисления фенолов. Одним из примеров является фермент тирозиназа, которая окисляет фенолы до гидроксифенолов/хинонов и, следовательно, ускоряет реакцию образования связующего вещества.Oxidizers as additives may be intended to increase the rate of oxidation of phenols. One example is the enzyme tyrosinase, which oxidizes phenols to hydroxyphenols/quinones and therefore speeds up the binder formation reaction.

В другом варианте осуществления окислителем является кислород, который подается к связующему веществу.In another embodiment, the oxidizing agent is oxygen, which is supplied to the binder.

В одном варианте осуществления отверждение проводят в обогащенной кислородом среде.In one embodiment, curing is carried out in an oxygen-enriched environment.

Изделие из минеральной ваты, содержащее волокна минеральной ваты, связанные вместе с помощью связующего вещества.A mineral wool product containing mineral wool fibers bonded together with a binder.

Настоящее изобретение также относится к изделию из минеральной ваты, связанному с использованием связующего вещества и полученному в результате отверждения описанной композиции связующего вещества.The present invention also relates to a mineral wool product bonded using a binder and obtained by curing the described binder composition.

В предпочтительном варианте осуществления плотность изделия из минеральной ваты находится в диапазоне 10-1200 кг/м3, например, 30-800 кг/м3, например, 40-600 кг/м3, например, 50-250 кг/м3, например 60-200 кг/м3.In a preferred embodiment, the density of the mineral wool product is in the range of 10-1200 kg/m3, such as 30-800 kg/m3, such as 40-600 kg/m3, such as 50-250 kg/m3, such as 60-200 kg/m3.

В предпочтительном варианте осуществления изделие из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением представляет собой изоляционное изделие, в частности, имеющее плотность от 10 до 200 кг/м3.In a preferred embodiment, the mineral wool product according to the present invention is an insulating product, in particular having a density of 10 to 200 kg/m3.

В альтернативном варианте осуществления изделие из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением представляет собой фасадную панель, в частности, имеющую плотность 1000-1200 кг/м3.In an alternative embodiment, the mineral wool product according to the present invention is a façade panel, in particular having a density of 1000-1200 kg/m3.

В предпочтительном варианте осуществления изделие из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением является изоляционным изделием.In a preferred embodiment, the mineral wool product according to the present invention is an insulating product.

В предпочтительном варианте осуществления потери при прокаливании (LOI) изделия из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением находятся в диапазоне от 0,1 до 25,0%, например, от 0,3 до 18,0%, например, от 0,5 до 12,0%, например, от 0,7 до 8,0% по массе.In a preferred embodiment, the loss on ignition (LOI) of a mineral wool product according to the present invention is in the range of 0.1 to 25.0%, such as 0.3 to 18.0%, such as 0.5 up to 12.0%, for example from 0.7 to 8.0% by weight.

В одном варианте осуществления изделие из минеральной ваты представляет собой изоляционное изделие из минеральной ваты, такое как тепло- или звукоизоляционное изделие из минеральной ваты.In one embodiment, the mineral wool product is a mineral wool insulating product, such as a thermal or sound insulating mineral wool product.

В одном варианте осуществления изделие из минеральной ваты представляет собой среду для выращивания сельскохозяйственных культур.In one embodiment, the mineral wool product is a crop growing medium.

Способ изготовления изделия из минеральной ватыMethod for manufacturing a product from mineral wool

Настоящее изобретение также обеспечивает способ изготовления изделия из минеральной ваты путем связывания минеральных волокон композицией связующего вещества.The present invention also provides a method for making a mineral wool product by binding mineral fibers with a binder composition.

Особым преимуществом изделия из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением является то, что оно не требует высоких температур для отверждения. Это не только экономит энергию, снижает содержание летучих органических соединений и устраняет необходимость в оборудовании, обладающем высокой термостойкостью, но также обеспечивает высокую гибкость процесса производства изделий из минеральной ваты с использованием этих связующих.A particular advantage of the mineral wool product according to the invention is that it does not require high curing temperatures. This not only saves energy, reduces VOCs and eliminates the need for high temperature resistant equipment, but also provides high flexibility in the production of mineral wool products using these binders.

В одном варианте осуществления способ включает следующие этапы:In one embodiment, the method includes the following steps:

- приготовление расплава сырья,- preparation of raw material melt,

- волокнообразование расплава с помощью волокнообразующей установки для образования минеральных волокон,- fiberization of the melt with the help of a fiberizing plant for the formation of mineral fibers,

- предоставление минеральных волокон в виде собранного полотна,- providing mineral fibers in the form of an assembled web,

- смешивание связующего вещества с минеральными волокнами до, во время или после получения собранного полотна с образованием смеси минеральных волокон и связующего вещества,- mixing the binder with mineral fibers before, during or after receiving the collected web with the formation of a mixture of mineral fibers and binder,

- отверждение смеси минерального волокна и связующего вещества.- curing the mixture of mineral fiber and binder.

В одном варианте осуществления связующее вещество подается в непосредственной близости от устройства для формирования волокна, такого как устройство чашечного прядения или устройство каскадного прядения, в любом случае сразу после формирования волокна. После этого волокна с нанесенным связующим веществом подаются на конвейерную ленту в виде полотна.In one embodiment, the binder is supplied in close proximity to the fiber forming apparatus, such as a cup spinning apparatus or a cascade spinning apparatus, in any case immediately after fiber formation. After that, the fibers coated with a binder are fed onto a conveyor belt in the form of a web.

Полотно может быть подвергнуто продольному сжатию или сжатию по длине после формирования волокна и до того, как произойдет существенное отверждение.The web may be subjected to longitudinal compression or lengthwise compression after fiber formation and before significant curing occurs.

Устройство для формирования волокнаFiber forming device

Существуют различные типы центрифугальных прядильных машин для формирования волокна из минеральных расплавов.There are various types of centrifugal spinning machines for forming fiber from mineral melts.

Традиционная центрифугальная прядильная машина представляет собой каскадную прядильную машину, которая включает последовательно расположенные верхний (или первый) ротор и следующий (или второй) ротор и необязательно другие последующие роторы (например, третий и четвертый роторы). Каждый ротор вращается вокруг различных по существу горизонтальных осей, и направление вращения противоположно направлению вращения каждого соседнего ротора в последовательности. Эти разные горизонтальные оси расположены таким образом, что расплав, выливаемый на верхний ротор, последовательно вращается на периферической поверхности каждого следующего ротора, и волокна сбрасываются с каждого последующего ротора и необязательно также и с верхнего ротора.The conventional centrifugal spinning machine is a cascade spinning machine that includes a top (or first) rotor and a next (or second) rotor, and optionally other subsequent rotors (eg third and fourth rotors) in series. Each rotor rotates about different substantially horizontal axes, and the direction of rotation is opposite to that of each adjacent rotor in sequence. These different horizontal axes are arranged in such a way that the melt poured onto the upper rotor rotates in succession on the peripheral surface of each subsequent rotor, and the fibers are dropped from each subsequent rotor and optionally also from the upper rotor.

В одном варианте осуществления каскадная прядильная машина или другая прядильная машина расположена так, чтобы волокна формировались из расплава и увлекались воздухом в виде облака волокон.In one embodiment, the cascade spinning machine or other spinning machine is positioned so that the fibers are formed from the melt and entrained in the air as a cloud of fibers.

Многие устройства для формирования волокна содержат диск или чашку, которая вращается вокруг по существу вертикальной оси. Традиционным является расположение нескольких таких прядильных устройств в линии, т.е. по существу в первом направлении, например, как описано в документах GB-A-926749, US-A-3824086 и WO-A-83/03092.Many fiber formers comprise a disk or cup that rotates about a substantially vertical axis. It is traditional to arrange several such spinning devices in a line, i.e. essentially in the first direction, for example as described in GB-A-926749, US-A-3824086 and WO-A-83/03092.

Обычно используется поток воздуха, связанный с одним или каждым из формирующих волокна роторов, и по мере формирования волокна увлекаются этим потоком воздуха с поверхности ротора.Typically, an air stream is used associated with one or each of the filament forming rotors, and as fibers are formed, the air stream is carried away from the surface of the rotor.

В одном варианте связующее вещество и/или добавки добавляют к облаку волокон известными способами. Количество связующего вещества и/или добавки может быть одинаковым для каждой прядильной машины или может быть разным.In one embodiment, the binder and/or additives are added to the cloud of fibers by known methods. The amount of binder and/or additive may be the same for each spinning machine or may be different.

В одном варианте осуществления в облако волокон может быть добавлено углеводородное масло.In one embodiment, a hydrocarbon oil may be added to the fiber cloud.

Используемый здесь термин «собранное полотно» включает любые минеральные волокна, которые были собраны вместе на поверхности, т.е. они больше не увлекаются воздухом, например, образованные минеральные волокна, гранулы, пучки или переработанные отходы полотна. Собранное полотно может быть первичным полотном, сформированным путем сбора волокон на конвейерной ленте и предоставленным в качестве исходного материала без перекрестного плетения или иной консолидации.The term "gathered web" as used herein includes any mineral fibers that have been gathered together at the surface, i. they are no longer entrained in the air, such as formed mineral fibres, granules, bundles or recycled web scraps. The collected web may be a primary web formed by collecting fibers on a conveyor belt and provided as starting material without cross weaving or other consolidation.

Альтернативно, собранное полотно может быть вторичным полотном, сформированным путем перехлеста или иной консолидации первичного полотна. Предпочтительно собранное полотно является первичной сетью (первичным полотном).Alternatively, the collected web may be a secondary web formed by overlapping or otherwise consolidating the primary web. Preferably the assembled web is a primary web (primary web).

В одном варианте осуществления смешивание связующего вещества с минеральными волокнами производится после получения собранного полотна на следующих этапах:In one embodiment, the mixing of the binder with the mineral fibers occurs after the web has been assembled in the following steps:

- воздействие на собранное полотно из минеральных волокон с помощью процесса распутывания,- exposing the collected mineral fiber web to the disentangling process,

- суспендирование минеральных волокон в первичном воздушном потоке,- suspension of mineral fibers in the primary air stream,

- смешивание композиции связующего вещества с минеральными волокнами до, во время или после процесса распутывания с образованием смеси минеральных волокон и связующего вещества.- mixing the composition of the binder with the mineral fibers before, during or after the disentangling process to form a mixture of mineral fibers and the binder.

Способ изготовления изделия из минеральной ваты, включающий технологическую стадию распутывания, описан в документе ЕР 10190521, который включен посредством ссылки.A process for the manufacture of a mineral wool product, including a disentangling process step, is described in EP 10190521, which is incorporated by reference.

В одном варианте осуществления процесс распутывания включает подачу собранного полотна из минеральных волокон из канала с относительно низкой скоростью потока воздуха в канал с относительно более высокой скоростью потока воздуха. Считается, что в данном варианте осуществления происходит распутывание, поскольку волокна, которые сначала входят в канал с относительно более высокой скоростью потока воздуха, отрываются от последующих волокон полотна. Такой тип распутывания особенно эффективен для получения открытых пучков волокон, а не уплотненных комков, что может привести к неравномерному распределению материалов в изделии.In one embodiment, the disentanglement process includes feeding the collected mineral fiber web from a channel with a relatively low air flow rate to a channel with a relatively higher air flow rate. In this embodiment, untangling is believed to occur as the fibers that first enter the channel at a relatively higher airflow rate break away from the subsequent web fibers. This type of disentanglement is particularly effective in producing open fiber bundles rather than compacted clumps, which can lead to uneven distribution of materials in the product.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления процесс распутывания включает подачу собранного полотна по меньшей мере к одному ролику, который вращается вокруг своей продольной оси и имеет шипы, выступающие из его периферической поверхности. В этом варианте осуществления вращающийся ролик обычно также способствует, по меньшей мере частично, относительно более высокой скорости воздушного потока. Часто вращение ролика является единственным источником относительно более высокой скорости потока воздуха.According to a particularly preferred embodiment, the disentangling process comprises feeding the collected web to at least one roller which rotates about its longitudinal axis and has spikes protruding from its peripheral surface. In this embodiment, the rotating roller typically also contributes, at least in part, to a relatively higher airflow rate. Often the rotation of the roller is the only source of the relatively higher airflow rate.

В предпочтительных вариантах осуществления минеральные волокна и необязательно связующее вещество подаются к валику сверху. Кроме того, предпочтительно, чтобы распутанные минеральные волокна и необязательно связующее вещество сбрасывались с валика в латеральном направлении от нижней части его окружности. В наиболее предпочтительном варианте осуществления минеральные волокна совершают на валике оборот приблизительно 180 градусов, прежде чем они сбрасываются.In preferred embodiments, the mineral fibers and optionally the binder are fed to the roll from above. In addition, it is preferable that the untangled mineral fibers and optionally the binder are thrown off the roller in a lateral direction from the lower part of its circumference. In the most preferred embodiment, the mineral fibers rotate approximately 180 degrees on the roll before they are shed.

Связующее вещество может смешиваться с минеральными волокнами до, в течение или после процесса распутывания. В некоторых вариантах осуществления связующее вещество предпочтительно смешивать с волокнами до процесса распутывания. В частности, волокна могут иметь форму неотвержденного собранного полотна, содержащего связующее вещество.The binder may be mixed with the mineral fibers before, during or after the disentangling process. In some embodiments, the binder is preferably mixed with the fibers prior to the disentangling process. In particular, the fibers may be in the form of an uncured collected web containing a binder.

Также, возможно предварительное смешивание связующего вещества с собранным полотном из минеральных волокон до процесса распутывания. Дополнительное смешивание можно проводить в процессе распутывания и после него. Альтернативно, связующее вещество может подаваться в первичный воздушный поток отдельно и смешиваться с первичным воздушным потоком.It is also possible to premix the binder with the collected mineral fiber web prior to the untangling process. Additional mixing can be carried out during the disentangling process and after it. Alternatively, the binder may be fed into the primary air stream separately and mixed with the primary air stream.

Смесь минеральных волокон и связующего вещества собирают из первичного потока воздуха любым подходящим способом. В одном варианте осуществления первичный поток воздуха направляют в верхнюю часть циклонной камеры, которая открыта с нижнего конца, и смесь собирают из нижнего конца циклонной камеры.The mixture of mineral fibers and binder is collected from the primary air stream by any suitable method. In one embodiment, the primary air flow is directed to the top of the cyclone chamber, which is open at the bottom end, and the mixture is collected from the bottom end of the cyclone chamber.

Смесь минеральных волокон и связующего вещества предпочтительно выводят из процесса распутывания в формующую камеру.The mixture of mineral fibers and binder is preferably withdrawn from the disentanglement process into the forming chamber.

После применения процесса распутывания смесь минеральных волокон и связующего вещества собирают, прессуют и отверждают. Предпочтительно смесь собирают на перфорированной конвейерной ленте, под которой расположен средства отсоса.After applying the disentanglement process, the mixture of mineral fibers and binder is collected, pressed and cured. Preferably, the mixture is collected on a perforated conveyor belt under which suction means are located.

В предпочтительном способе в соответствии с изобретением смесь связующего вещества и минеральных волокон после сбора прессуют и отверждают.In a preferred process according to the invention, the mixture of binder and mineral fibers is compressed and cured after collection.

В предпочтительном способе в соответствии с изобретением смесь связующего вещества и минеральных волокон после сбора отделяют от подложки, а затем прессуют и отверждают.In a preferred method according to the invention, the mixture of binder and mineral fibers is separated from the substrate after collection and then pressed and cured.

Способ можно осуществлять в виде периодического процесса, однако в соответствии с одним вариантом осуществления способ выполняется на линии изготовления изделия из минеральной ваты с подачей первичного или вторичного полотна из минеральной ваты в процесс разделения волокон, что обеспечивает особенно экономичный и универсальный способ получения композитных материалов, обладающих благоприятными механическими свойствами и термоизоляционными свойствами в широком диапазоне значений плотности.The method can be carried out as a batch process, however, in accordance with one embodiment, the method is carried out in a line for the manufacture of a mineral wool product with the supply of a primary or secondary mineral wool web in a fiber separation process, which provides a particularly economical and versatile method for obtaining composite materials having favorable mechanical properties and thermal insulation properties in a wide range of density values.

В то же время, с учетом того, что отверждение проходит при температуре окружающей среды, вероятность появления пятен неотвержденного связующего вещества существенно снижается.At the same time, given that the curing takes place at ambient temperature, the likelihood of spots of uncured binder is significantly reduced.

ОтверждениеCuring

Полотно отверждают путем химической и/или физической реакции компонентов связующего вещества.The web is cured by chemical and/or physical reaction of the binder components.

В одном варианте осуществления отверждение происходит в отверждающем устройстве.In one embodiment, curing occurs in a curing device.

В одном варианте осуществления отверждение проводят при температуре от 5 до 150°С, например, от 5 до 60°С, например, от 20 до 40°С.In one embodiment, the curing is carried out at a temperature of from 5 to 150°C, for example, from 5 to 60°C, for example, from 20 to 40°C.

Процесс отверждения может начинаться сразу после нанесения связующего вещества на волокна.The curing process can begin immediately after the binder has been applied to the fibres.

В одном варианте осуществления процесс отверждения включает сшивание и/или включение воды в виде кристаллизационной воды.In one embodiment, the curing process includes crosslinking and/or incorporating water in the form of water of crystallization.

В одном варианте осуществления отвержденное связующее вещество содержит кристаллизационную воду, содержание которой может уменьшаться или увеличиваться в зависимости от преобладающих условий температуры, давления и влажности.In one embodiment, the cured binder contains water of crystallization, the content of which may decrease or increase depending on the prevailing conditions of temperature, pressure and humidity.

В одном варианте осуществления отверждение происходит в традиционной сушильной печи для производства минеральной ваты, работающей при температуре от 5 до 150°С, например, от 5 до 60°С, например, от 20 до 40°С.In one embodiment, curing occurs in a conventional mineral wool kiln operating at 5 to 150°C, eg 5 to 60°C, eg 20 to 40°C.

В одном варианте осуществления процесс отверждения включает процесс сушки.In one embodiment, the curing process includes a drying process.

В предпочтительном варианте осуществления отверждение связующего вещества, контактирующего с минеральными волокнами, происходит в термопрессе.In a preferred embodiment, the curing of the binder in contact with the mineral fibers takes place in a heat press.

Отверждение связующего вещества, контактирующего с минеральными волокнами, в термопрессе имеет особое преимущество, поскольку позволяет получать изделия с высокой плотностью.The curing of the binder in contact with the mineral fibers in a heat press has a particular advantage in that it makes it possible to obtain products with a high density.

В одном варианте осуществления процесс отверждения включает сушку под давлением. Давление может быть приложено путем продувки смеси минерального волокна и связующего вещества воздухом или газом. Процесс продувки может сопровождаться нагревом или охлаждением или может происходить при температуре окружающей среды.In one embodiment, the curing process includes pressure drying. Pressure can be applied by blowing air or gas through the mixture of mineral fiber and binder. The purge process may be accompanied by heating or cooling, or may take place at ambient temperature.

В одном варианте осуществления процесс отверждения происходит во влажной среде.In one embodiment, the curing process takes place in a humid environment.

Влажная среда может иметь относительную влажность RH 60-99%, например 70-95%, например 80-92%. За отверждением во влажной среде может следовать отверждение или сушка для достижения состояния преобладающей влажности.The humid environment may have a relative humidity RH of 60-99%, such as 70-95%, such as 80-92%. Curing in a humid environment may be followed by curing or drying to achieve a state of prevailing moisture.

Изделие из минеральной ваты может иметь любую обычную конфигурацию, например мат или плиту, и может быть разрезано и/или сформировано (например, в виде секций трубы) до, во время или после отверждения связующего вещества.The mineral wool product may be of any conventional configuration, such as a mat or slab, and may be cut and/or formed (eg, into pipe sections) before, during, or after the binder has cured.

Настоящее изобретение также предлагает использование композиции связующего вещества, как описано выше, для изготовления изделия из минерального волокна.The present invention also provides the use of a binder composition as described above for the manufacture of a mineral fiber article.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение обеспечивает применение соединений, содержащих один или несколько катионов двухвалентных металлов М2+, в композиции связующего вещества для минеральных волокон, не содержащей формальдегид и содержащей по меньшей мере одно фенолсодержащее соединение и по меньшей мере один белок, для улучшения водопоглощения и/или механических свойств и/или свойств старения изделия из минеральной ваты, содержащего минеральные волокна, связанные вместе с помощью связующего вещества, полученного в результате отверждения такой композиции связующего вещества.In one embodiment, the present invention provides the use of compounds containing one or more M 2+ divalent metal cations in a formaldehyde-free mineral fiber binder composition containing at least one phenol-containing compound and at least one protein to improve water absorption. and/or mechanical properties and/or aging properties of a mineral wool product containing mineral fibers bonded together with a binder resulting from the curing of such a binder composition.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение обеспечивает применение одного или нескольких соединений, содержащих катионы двухвалентных металлов М2+, и одного или нескольких соединений, содержащих одновалентные катионы М+, в композиции связующего вещества для минеральных волокон, не содержащей формальдегид и содержащей по меньшей мере одно фенолсодержащее соединение и по меньшей мере один белок, для улучшения водопоглощения и/или механических свойств и/или свойств старения изделия из минеральной ваты, содержащего минеральные волокна, связанные вместе с помощью связующего вещества, полученного в результате отверждения такой композиции связующего вещества.In one embodiment, the present invention provides for the use of one or more compounds containing divalent metal cations M 2+ and one or more compounds containing monovalent cations M + , in a formaldehyde-free mineral fiber binder composition containing at least one a phenol-containing compound and at least one protein, for improving water absorption and/or mechanical properties and/or aging properties of a mineral wool product containing mineral fibers bonded together with a binder obtained by curing such a binder composition.

В одном варианте осуществления соединение, содержащее катион двухвалентного металла М2+, включает Са2+.In one embodiment, the compound containing the divalent metal cation M 2+ includes Ca 2+ .

В одном варианте осуществления соединение, содержащее катион одновалентного металла, находится в форме катиона одновалентного металла Li, Na, K, в частности Na.In one embodiment, the monovalent metal cation-containing compound is in the form of a monovalent metal cation Li, Na, K, in particular Na.

Преимущества композиции связующего веществаAdvantages of the binder composition

Изделие из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением имеет неожиданное преимущество, состоящее в том, что его можно изготовить с помощью очень простого связующего вещества, для которого требуется всего лишь три компонента, а именно по меньшей мере один белок, по меньшей мере одно фенолсодержащее соединение и по меньшей мере одно двухвалентное соединение, содержащее катион металла М2+. Следовательно, изделие из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением изготавливают из натуральных и нетоксичных компонентов, и поэтому с ним безопасно работать. В то же время изделие из минеральной ваты в соответствии с настоящим изобретением изготавливают из связующего вещества на основе возобновляемых ресурсов, что приводит к улучшению свойств изделия из минеральной ваты.The mineral wool product according to the present invention has the unexpected advantage that it can be made with a very simple binder requiring only three components, namely at least one protein, at least one phenol-containing compound and at least one divalent compound containing the metal cation M 2+ . Therefore, the mineral wool product according to the present invention is made from natural and non-toxic ingredients and is therefore safe to handle. At the same time, the mineral wool product according to the present invention is made from a binder based on renewable resources, resulting in improved properties of the mineral wool product.

Дополнительным преимуществом является возможность отверждения при температуре окружающей среды или при температуре, близкой к температуре окружающей среды. Это не только приводит к экономии энергопотребления и меньшей сложности необходимого оборудования, но также снижает вероятность появления незатвердевших пятен связующего вещества, которые могут возникнуть при термическом отверждении традиционных связующих веществ.An additional advantage is the ability to cure at or near ambient temperature. This not only results in energy savings and less complexity in the equipment required, but also reduces the chance of uncured binder spots that can occur with thermally cured traditional binders.

Дополнительным преимуществом является сильно сниженный риск выгорания.An additional benefit is the greatly reduced risk of burnout.

Выгорание (внутреннее горение) может быть связано с экзотермическими реакциями во время изготовления изделия из минеральной ваты, которые повышают температуру через толщину изоляции, вызывая плавление или расстеклование минеральных волокон и в конечном итоге создавая опасность пожара. В худшем случае выгорание вызывает возгорание штабелированных поддонов, хранящихся на складах или при транспортировке.Burn-in (internal combustion) can be associated with exothermic reactions during the manufacture of the mineral wool product, which increase the temperature through the thickness of the insulation, causing the mineral fibers to melt or devitrify and eventually creating a fire hazard. In the worst case, burnout causes stacked pallets to ignite when stored in warehouses or in transit.

Еще одним преимуществом является отсутствие выбросов или сильно сниженная степень выбросов во время отверждения, в частности, отсутствие или сильно сниженная степень выбросов (эмиссии) ЛОС.Another advantage is the absence or greatly reduced emissions during curing, in particular the absence or greatly reduced emissions of VOCs.

Еще одним важным преимуществом является способность к самовосстановлению изделий из минеральной ваты, изготовленных из связующих веществ.Another important advantage is the self-healing ability of mineral wool products made from binders.

Еще одним преимуществом изделий из минеральной ваты, изготовленных со связующим веществом в соответствии с настоящим изобретением, является то, что они демонстрируют улучшенные свойства, в частности, в отношении водопоглощения и/или механических свойств и/или свойств старения по сравнению с ранее известными изделиями из минеральной ваты, в частности по сравнению с ранее известными изделиями из минеральной ваты, произведенными из связующих веществ, полученных из возобновляемых ресурсов. Это открывает возможность для изготовления изделий на заказ, например, секций труб.Another advantage of mineral wool products made with the binder according to the present invention is that they show improved properties, in particular with regard to water absorption and/or mechanical properties and/or aging properties, compared to previously known products made of mineral wool, in particular when compared to previously known mineral wool products made from binders derived from renewable resources. This opens up the possibility of custom-made products, such as pipe sections.

ПримерыExamples

В следующих примерах несколько связующих, подпадающих под определение настоящего изобретения, готовили и сравнивали со связующими веществами предыдущего уровня техники.In the following examples, several binders falling within the definition of the present invention were prepared and compared with prior art binders.

Экспериментальные методы и определенияExperimental methods and definitions

Общие экспериментальные методыGeneral experimental methods

Желатин IMAGEL® LA (тип A, свиной, 120 по Блуму) и желатин IMAGEL® LB (тип B, свиной, 122 по Блуму) были получены от компании GELITA AG. Серицин (Bombyx mori, шелкопряд) был получен от компании Sigma-Aldrich. Таннин каштанового дерева (Vinoferm Tannorouge, пищевой) был получен от компании Brouwland bvba. Таннин квебрахо (Tannivin® Structure, высокое содержание проантоцианидина) был получен от компании Erbslöh. 75% водн. глюкозный сироп со значением DE от 95 до менее 100 (C*sweet D 02767 ex Cargill) поставлялся компанией Cargill. Силан (Momentive VS-142) был поставлен компанией Momentive. 50% водн. фосфорноватистая кислота, 28% водн. аммиак и все остальные компоненты высокой чистоты были получены от компании Sigma-Aldrich. Все компоненты, концентрация которых не указана выше, для упрощения считались полностью чистыми и безводными.IMAGEL® LA gelatin (type A, porcine, 120 Bloom) and IMAGEL® LB gelatin (type B, porcine, 122 Bloom) were obtained from GELITA AG. Sericin (Bombyx mori, silkworm) was obtained from Sigma-Aldrich. Chestnut tree tannin (Vinoferm Tannorouge, food grade) was obtained from Brouwland bvba. Quebracho tannin (Tannivin® Structure, high proanthocyanidin content) was obtained from Erbslöh. 75% aq. glucose syrup with a DE value of 95 to less than 100 (C*sweet D 02767 ex Cargill) was supplied by Cargill. Silane (Momentive VS-142) was supplied by Momentive. 50% aq. hypophosphorous acid, 28% aq. ammonia and all other high purity components were obtained from Sigma-Aldrich. All components, the concentration of which is not indicated above, for simplicity, were considered to be completely pure and anhydrous.

Измерения рН выполняли с использованием рН-метра Mettler Toledo SevenCompactTM S220, оснащенного рН-электродом Mettler Toledo InLab® Expert Pro-ISM и датчиком температуры.pH measurements were performed using a Mettler Toledo SevenCompactTM S220 pH meter equipped with a Mettler Toledo InLab® Expert Pro-ISM pH electrode and temperature sensor.

Каменные гранулы (преимущественно округлые частицы, имеющие тот же состав расплава, что и волокна каменной ваты), образующиеся в процессе каскадного формирования каменного расплава при производстве волокон каменной ваты, были получены с завода ROCKWOOL® в Нидерландах. Неочищенную смесь каменных гранул сначала просеивали для удаления гранул диаметром >1,2 мм, а также любых оставшихся пучков каменной ваты. Затем каменные гранулы подвергали термообработке в течение ночи при 590°C для удаления любых следов органических веществ. После охлаждения каменные гранулы снова просеивали, на этот раз выделяя фракции диаметром 0,25-0,50 мм, а фракции меньшего или большего диаметра отбраковывали. Фракции каменных гранул диаметром 0,25-0,50 мм тщательно промывали сначала в холодной водопроводной, а затем в деминерализованной воде. Просеянные и очищенные каменные гранулы сушили в течение ночи при температуре 120°C, давали им остыть до температуры окружающей среды и затем хранили при температуре окружающей среды в закрытом контейнере до использования.The stone pellets (predominantly rounded particles having the same melt composition as stone wool fibers) resulting from the stone melt cascade formation process in the manufacture of stone wool fibers were obtained from the ROCKWOOL® plant in the Netherlands. The crude mixture of stone granules was first sieved to remove granules >1.2 mm in diameter as well as any remaining stone wool tufts. The stone pellets were then heat treated overnight at 590° C. to remove any traces of organic matter. After cooling, the stone granules were screened again, this time separating fractions with a diameter of 0.25-0.50 mm, and fractions of a smaller or larger diameter were discarded. Fractions of stone granules with a diameter of 0.25-0.50 mm were thoroughly washed first in cold tap water and then in demineralized water. The screened and cleaned stone pellets were dried overnight at 120° C., allowed to cool to ambient temperature, and then stored at ambient temperature in a closed container until use.

FUNKTION термостойкие силиконовые формы для изготовления брусков (4×5 прорезей в форме; размер прорези сверху: длина = 5,6 см, ширина = 2,5 см; размер прорези снизу: длина = 5,3 см, ширина = 2,2 см; высота прорези = 1,1 см) получали от компании F&H of Scandinavia A/S.FUNKTION heat-resistant silicone molds for making bars (4×5 slits in the mold; top slit size: length = 5.6 cm, width = 2.5 cm; bottom slit size: length = 5.3 cm, width = 2.2 cm ; slot height = 1.1 cm) was obtained from F&H of Scandinavia A/S.

Испытания на трехточечный изгиб были зарегистрированы на испытательной машине Bent Tram SUT 3000/520 (скорость испытания: 10,0 мм/мин, уровень разрыва: 50 Н, номинальная сила: 30 Н/мм2, расстояние между опорами: 40 мм, максимальный прогиб 20 мм, номинальный модуль упругости 10000 Н/мм2). Бруски помещали в машину «верхней поверхностью» вверх (т.е. лицевой стороной с длиной = 5,6 см и шириной = 2,5 см).Three-point bending tests were recorded on a Bent Tram SUT 3000/520 testing machine (test speed: 10.0 mm/min, breaking level: 50 N, nominal force: 30 N/mm2, distance between supports: 40 mm, maximum deflection 20 mm, nominal modulus of elasticity 10000 N/mm2). The bars were placed in the machine with the "top side" facing up (i.e. face with length = 5.6 cm and width = 2.5 cm).

Новые контейнеры из оловянной фольги для использования при измерении твердого вещества связующего вещества (только эталонные связующие A и B) и потери при прокаливании композитных брусков перед использованием подвергали термообработке при 590°C в течение 15 минут для удаления всех органических веществ.New tin foil containers for use in measuring binder solids (reference binders A and B only) and loss on ignition of composite bars were heat treated at 590°C for 15 minutes prior to use to remove all organics.

Содержание твердых веществ связующего вещества - определениеBinder Solids Content - Definition

Содержание каждого из компонентов в данном растворе связующего до отверждения основано на безводной массе компонентов. Можно использовать следующую формулу:The content of each of the components in a given binder solution prior to curing is based on the anhydrous weight of the components. You can use the following formula:

Содержание твердых веществ связующего компонента (%) = [(твердые вещества компонента А связующего вещества (г) + твердые вещества компонента В связующего вещества (г)+…)/ общая масса смеси (г)] × 100%.Binder Solids Content (%) = [(Binder Component A Solids (g) + Binder Component B Solids (g)+…)/Total Blend Weight (g)] × 100%.

Твердые вещества связующего вещества - определение и процедура (только эталонные связующие вещества A и B)Binder Solids - Definition and Procedure (reference binders A and B only)

Содержание связующего вещества после отверждения называется «твердыми веществами связующего вещества».The content of the binder after curing is referred to as "binder solids".

Образцы каменной ваты в форме диска (диаметр: 5 см, высота 1 см) вырезали из каменной ваты и подвергали термообработке при 590°C в течение не менее 30 минут для удаления всех органических веществ. Твердые вещества связующей смеси (примеры смесей см. ниже) измеряли путем распределения образца связующей смеси (около 2 г) по прошедшему термообработку диску из каменной ваты в контейнере из фольги. Массу контейнера из фольги, содержащего диск из каменной ваты, определяли до и сразу после добавления связующей смеси. Изготавливали два таких диска из каменной ваты с нанесенной связующей смесью в контейнерах из фольги и нагревали их при 200°C в течение 1 часа. После охлаждения и хранения при комнатной температуре в течение 10 минут образцы взвешивали и твердое вещество связующего вещества рассчитывали как среднее двух результатов.Disc-shaped stone wool samples (diameter: 5 cm, height 1 cm) were cut from the stone wool and heat treated at 590° C. for at least 30 minutes to remove all organic matter. Binder mixture solids (see below for examples of mixtures) was measured by spreading a sample of the binder mixture (about 2 g) over a heat-treated stone wool disc in a foil container. The weight of the foil container containing the stone wool disc was determined before and immediately after the addition of the binder mixture. Two such stone wool disks were made with a binder mixture applied in foil containers and heated at 200° C. for 1 hour. After cooling and storing at room temperature for 10 minutes, the samples were weighed and the binder solid was calculated as the average of the two results.

Реакционные потери - определение (только эталонные связующие A и B)Reaction Loss - Definition (reference binders A and B only)

Реакционные потери определяются как разница между содержанием твердых веществ компонентов связующего вещества и твердыми веществами связующего вещества.Reaction loss is defined as the difference between the solids content of the binder components and the solids content of the binder.

Производство композитных брусковProduction of composite bars

15 мас. % раствор связующего вещества или 15% раствор твердых веществ связующего вещества (только для эталонных связующих A и B) получали, как описано в приведенных ниже примерах. Образец раствора связующего вещества (16,0 г) хорошо перемешивали с гранулами (90,0 г). Затем, полученную смесь заливали в четыре отсека в термостойкой силиконовой форме для изготовления брусков. При изготовлении каждого композитного бруска смеси, помещенные в отсеки, при необходимости прессовали, а затем выравнивали пластиковым шпателем для получения ровной поверхности бруска. В целом, из каждой композиции связующего вещества изготавливали таким образом 28-32 бруска. Производство излишков брусков позволило отказаться от брусков, в которых имелись визуальные неровности, таких как неровности поверхности, трещины и/или воздушные карманы, образовавшиеся в процессе производства. Бруски, изготовленные с использованием эталонного связующего вещества A, отверждали в течение 1 часа при 200°C, а бруски, изготовленные с использованием эталонного связующего вещества B, отверждали в течение 1 часа при 225°C. Связующие вещества в соответствии с настоящим изобретением, а также все другие эталонные связующие вещества отверждали и сушили при комнатной температуре в течение 2-3 дней. Бруски осторожно вынимали из контейнеров, переворачивали верхней стороной вниз и оставляли еще на 1-2 дня при комнатной температуре для полного отверждения и высыхания.15 wt. % binder solution or 15% binder solids solution (reference binders A and B only) were prepared as described in the examples below. A sample of the binder solution (16.0 g) was mixed well with the granules (90.0 g). Then, the resulting mixture was poured into four compartments in a heat-resistant silicone mold for the manufacture of bars. In the manufacture of each composite bar, the mixtures placed in the compartments were pressed, if necessary, and then leveled with a plastic spatula to obtain a smooth surface of the bar. In total, 28-32 bars were made in this way from each binder composition. The production of surplus bars made it possible to eliminate bars that had visual irregularities, such as surface irregularities, cracks and/or air pockets formed during the manufacturing process. Bars made using reference binder A were cured for 1 hour at 200°C, and bars made using reference binder B were cured for 1 hour at 225°C. Binders in accordance with the present invention, as well as all other reference binders were cured and dried at room temperature for 2-3 days. The bars were carefully removed from the containers, turned upside down and left for another 1-2 days at room temperature for complete curing and drying.

Старение композитных брусковAging of composite bars

Старение композитных брусков проводили путем обработки брусков в автоклаве (15 мин / 120°C / 1,2 бар) или обработки в водяной бане (3 часа / 80°C) с последующим охлаждением до комнатной температуры и сушкой в течение 2-3 дней.Aging of the composite bars was carried out by autoclaving the bars (15 min / 120°C / 1.2 bar) or water bath treatment (3 hours / 80°C) followed by cooling to room temperature and drying for 2-3 days.

Измерение механической прочности композитных брусковMeasuring the mechanical strength of composite bars

Максимальная сила нагрузки, необходимая для разрушения композитных брусков, была зафиксирована при испытании на трехточечный изгиб. Для каждой точки данных рассчитывалось среднее значение на основе пяти столбцов, подвергнутых идентичной обработке.The maximum load force required to break composite bars was recorded in a three-point bend test. For each data point, the mean value was calculated based on five columns subjected to identical processing.

Измерение потери при прокаливании (LOI) композитных брусковMeasurement of loss on ignition (LOI) of composite bars

Потери при прокаливании (LOI) композитных брусков измеряли в небольших контейнерах из оловянной фольги при нагревании до 590°C. Контейнер из оловянной фольги взвешивали и помещали в него четыре бруска (обычно после переламывания в испытании на 3-точечный изгиб). Затем, контейнер с брусками взвешивали и подвергали термообработке при 590°С в течение 30 минут. После охлаждения до комнатной температуры снова регистрировали массу и рассчитывали потерю при прокаливании (LOI) по следующей формуле:Loss on ignition (LOI) composite bars were measured in small tin foil containers when heated to 590°C. A tin foil container was weighed and four bars were placed in it (usually after breaking in a 3-point bend test). Then, the container with bars was weighed and subjected to heat treatment at 590°C for 30 minutes. After cooling to room temperature, the mass was recorded again and the loss on ignition (LOI) was calculated using the following formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

Измерения поглощения водыWater absorption measurements

Поглощение воды связующими веществами измеряли, взвешивая три бруска и затем погружая их в воду (около 250 мл) в стакане (565 мл, нижний Ø=9,5 см, верхний Ø=10,5 см, высота = 7,5 см) на 3 часа или 24 часа. Бруски располагали рядом друг с другом на дне стакана «верхней поверхностью» вниз (т.е. поверхностью с размерами длина = 5,6 см, ширина = 2,5 см). По прошествии установленного времени бруски поднимали один за другим и оставляли на одну минуту для стекания воды. Бруски удерживали (осторожно) длинной стороной почти вертикально, чтобы капли капали с угла бруска. Затем бруски взвешивали и рассчитывали водопоглощение по следующей формуле:The water absorption of the binders was measured by weighing three bars and then immersing them in water (about 250 ml) in a beaker (565 ml, bottom Ø=9.5 cm, top Ø=10.5 cm, height=7.5 cm) for 3 hours or 24 hours. The bars were placed next to each other on the bottom of the glass "upper surface" down (ie surface with dimensions length=5.6 cm, width=2.5 cm). After the set time, the bars were lifted one by one and left for one minute to drain the water. The bars were held (carefully) with the long side almost vertical so that drops dripped from the corner of the bar. Then the bars were weighed and the water absorption was calculated using the following formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

Эталонные композиции связующего вещества предшествующего уровня техники и эталонные связующиеPrior Art Reference Binder Compositions and Reference Binders

Эталонное связующее, пример А (фенолформальдегидная смола, модифицированная мочевиной, PUF-resol)Reference binder, example A (urea-modified phenol-formaldehyde resin, PUF-resol)

Фенолформальдегидную смолу получали путем реакции 37% водн. формальдегида (606 г) и фенола (189 г) в присутствии 46% водн. гидроксида калия (25,5 г) при температуре реакции 84°С, которой предшествует нагревание со скоростью примерно 1°С в минуту. Реакцию продолжали при 84°C до тех пор, пока кислотоустойчивость смолы не достигла 4, и большая часть фенола не израсходовалась. Затем добавляли мочевину (241 г) и смесь охлаждали.Phenol-formaldehyde resin was obtained by the reaction of 37% aq. formaldehyde (606 g) and phenol (189 g) in the presence of 46% aq. potassium hydroxide (25.5 g) at a reaction temperature of 84°C, preceded by heating at a rate of about 1°C per minute. The reaction was continued at 84°C until the acid resistance of the resin reached 4 and most of the phenol was consumed. Urea (241 g) was then added and the mixture was cooled.

Кислотоустойчивость (АТ) показывает, во сколько раз данный объем связующего вещества может быть разбавлен кислотой без помутнения смеси (осаждения связующего вещества). Для определения критерия остановки при производстве связующего вещества использовали серную кислоту, а кислотоустойчивость ниже 4 указывает на завершение реакции связующего вещества. Для измерения AT получали титрующий раствор путем разведения 2,5 мл конц. серной кислоты (>99%) 1 л воды, очищенной ионным обменом. 5 мл исследуемого связующего вещества далее титровали при комнатной температуре данным титрующим раствором, поддерживая связующее вещество в движении путем ручного встряхивания; при желании можно использовать магнитную мешалку и магнитный стержень-мешальник. Титрование продолжают до тех пор, пока не появится легкое помутнение, не исчезающее при встряхивании связующего вещества.Acid resistance (AT) shows how many times a given volume of a binder can be diluted with acid without clouding the mixture (precipitation of the binder). Sulfuric acid was used to determine the stop criterion in the production of the binder, and acid resistance below 4 indicates completion of the binder reaction. To measure AT, a titration solution was prepared by diluting 2.5 ml of conc. sulfuric acid (>99%) 1 l water, purified by ion exchange. 5 ml of the test binder was further titrated at room temperature with this titration solution, keeping the binder in motion by manual shaking; if desired, a magnetic stirrer and a magnetic stir bar can be used. The titration is continued until a slight turbidity appears, which does not disappear when the binder is shaken.

Кислотоустойчивость (AT) рассчитывается путем деления количества кислоты, использованной для титрования (мл), на количество образца (мл):Acid resistance (AT) is calculated by dividing the amount of acid used for titration (ml) by the amount of sample (ml):

AT = (использованный объем титрующего раствора (мл)) / (объем пробы (мл))AT = (volume of titration solution used (ml)) / (sample volume (ml))

Используя полученную модифицированную мочевиной фенолформальдегидную смолу, получали связующее вещество путем добавления 25% водн. раствор аммиака (90 мл) и сульфата аммония (13,2 г), с последующим добавлением воды (1,30 кг). Затем, измеряли твердые вещества связующего вещества, как описано выше, и смесь разбавляли необходимым количеством воды и силана (Momentive VS-142) для исследования механической прочности (15% раствор твердых веществ связующего вещества, 0,5% силана из твердых веществ связующего вещества).Using the resulting urea-modified phenol-formaldehyde resin, a binder was prepared by adding 25% aq. a solution of ammonia (90 ml) and ammonium sulfate (13.2 g), followed by the addition of water (1.30 kg). Then, binder solids were measured as described above and the mixture was diluted with the required amount of water and silane (Momentive VS-142) to study mechanical strength (15% binder solids solution, 0.5% silane from binder solids) .

Эталонное связующее, пример BReference binder example B

Смесь 75% водн. глюкозного сиропа (38,9 г), сульфамат аммония (1,17 г), 50% фосфорноватистой кислоты (0,58 г) и мочевины (1,46 г) в воде (106,4 г) перемешивали при комнатной температуре до получения прозрачного раствора. Затем по каплям добавляли 28% водн. аммиак (0,38 г) с последующим добавлением 10% силана Momentive VS-142 (1,13 г). Конечная связующая смесь содержала 15% твердого вещества связующего вещества и имела рН 8.A mixture of 75% aq. glucose syrup (38.9 g), ammonium sulfamate (1.17 g), 50% hypophosphorous acid (0.58 g) and urea (1.46 g) in water (106.4 g) were stirred at room temperature until clear solution. Then 28% aq. ammonia (0.38 g) followed by the addition of 10% Momentive VS-142 silane (1.13 g). The final binder mixture contained 15% binder solids and had a pH of 8.

Эталонное связующее, пример FReference binder example F

К 1М раствору NaOH (31,5 г), перемешиваемому при комнатной температуре, добавляли таннин каштанового дерева (9,00 г). После перемешивания при комнатной температуре еще в течение 5-10 мин полученный раствор темно-коричневого цвета использовали в последующих экспериментах.To a 1M NaOH solution (31.5 g) stirred at room temperature was added chestnut tree tannin (9.00 g). After stirring at room temperature for another 5-10 min, the resulting dark brown solution was used in subsequent experiments.

Смесь желатина IMAGEL® LA (12,00 г) и воды (68,54 г) перемешивали при 50°C в течение прибл. 15-30 мин до получения прозрачного раствора (рН 4,7). Затем добавляли 1M NaOH (3,90 г) (pH 9,0) с последующим добавлением части указанного выше раствора таннина каштанового дерева (5,40 г; таким образом, фактически 1,20 г таннина каштанового дерева). После перемешивания еще в течение 1-2 минут при 50°С полученную коричневую смесь (pH 9,2) использовали в последующих экспериментах.A mixture of IMAGEL® LA gelatin (12.00 g) and water (68.54 g) was stirred at 50° C. for approx. 15-30 min until a clear solution is obtained (pH 4.7). 1M NaOH (3.90 g) (pH 9.0) was then added, followed by a portion of the above chestnut tree tannin solution (5.40 g; thus, effectively 1.20 g of chestnut tree tannin). After stirring for another 1-2 minutes at 50° C., the resulting brown mixture (pH 9.2) was used in subsequent experiments.

Композиции связующего вещества в соответствии с настоящим изобретениемBinder compositions according to the present invention

Пример связующего вещества, пример 8Binder Example Example 8

К перемешиваемому раствору NaOH (4,00 г, 0,10 моль) в воде (200 мл) при комнатной температуре добавляли Ca(OH)2 (3,70 г, 0,05 ммоль). После перемешивания при комнатной температуре еще в течение 5-10 мин полученную бесцветную суспензию использовали в последующих экспериментах (при постоянном перемешивании).To a stirred solution of NaOH (4.00 g, 0.10 mol) in water (200 ml) at room temperature was added Ca(OH) 2 (3.70 g, 0.05 mmol). After stirring at room temperature for another 5-10 min, the resulting colorless suspension was used in subsequent experiments (with constant stirring).

К части вышеуказанной смеси Ca(OH)2-NaOH (31,5 г), перемешиваемой при комнатной температуре, добавляли таннин каштанового дерева (9,00 г). После перемешивания при комнатной температуре в течение 5-10 мин полученную смесь темно-коричневого цвета (рН 8,8) использовали в последующих экспериментах.To a portion of the above mixture of Ca(OH) 2 -NaOH (31.5 g) stirred at room temperature was added chestnut tree tannin (9.00 g). After stirring at room temperature for 5-10 minutes, the resulting dark brown mixture (pH 8.8) was used in subsequent experiments.

Смесь желатина IMAGEL® LA (12,00 г) и воды (66,43 г) перемешивали при 50°C в течение прибл. 15-30 мин до получения прозрачного раствора (рН 4,9). Далее добавляли часть вышеуказанной смеси Ca(OH)2-NaOH (4,78 г) (pH 9,4), а затем часть указанной выше смеси таннинов каштанового дерева (2,70 г; таким образом, фактически 0,60 г таннина каштанового дерева). После перемешивания еще в течение 1-2 минут при 50°С полученную коричневую смесь (pH 9,1) использовали в последующих экспериментах.A mixture of IMAGEL® LA gelatin (12.00 g) and water (66.43 g) was stirred at 50° C. for approx. 15-30 min until a clear solution is obtained (pH 4.9). A portion of the above mixture of Ca(OH) 2 -NaOH (4.78 g) (pH 9.4) was then added, followed by a portion of the above mixture of chestnut tannins (2.70 g; thus effectively 0.60 g of chestnut tannin tree). After stirring for another 1-2 minutes at 50° C., the resulting brown mixture (pH 9.1) was used in subsequent experiments.

Пример связующего вещества, пример 14Binder Example Example 14

К перемешиваемому раствору NaOH (2,00 г, 0,05 моль) в воде (200 мл) при комнатной температуре добавляли Ca(OH)2 (5,56 г, 0,075 ммоль). После перемешивания при комнатной температуре еще в течение 5-10 мин полученную бесцветную суспензию использовали в последующих экспериментах (при постоянном перемешивании).To a stirred solution of NaOH (2.00 g, 0.05 mol) in water (200 ml) at room temperature was added Ca(OH) 2 (5.56 g, 0.075 mmol). After stirring at room temperature for another 5-10 min, the resulting colorless suspension was used in subsequent experiments (with constant stirring).

К части вышеуказанной смеси Ca(OH)2-NaOH (31,5 г), перемешиваемой при комнатной температуре, добавляли таннин каштанового дерева (9,00 г). После перемешивания при комнатной температуре еще в течение 5-10 мин полученную смесь темно-коричневого цвета (рН 8,4) использовали в дальнейших экспериментах.To a portion of the above mixture of Ca(OH) 2 -NaOH (31.5 g) stirred at room temperature was added chestnut tree tannin (9.00 g). After stirring at room temperature for another 5-10 minutes, the resulting dark brown mixture (pH 8.4) was used in further experiments.

Смесь желатина IMAGEL® LA (12,00 г) и воды (68,00 г) перемешивали при 50°C в течение прибл. 15-30 мин до получения прозрачного раствора (рН 5,2). Далее добавляли часть вышеуказанной смеси Ca(OH)2-NaOH (5,19 г) (pH 9,6), а затем часть указанной выше смеси таннинов каштанового дерева (5,40 г; таким образом, фактически 1,20 г таннина каштанового дерева). После перемешивания еще в течение 1-2 минут при 50°С полученную коричневую смесь (рН 9,0) использовали в последующих экспериментах.A mixture of IMAGEL® LA gelatin (12.00 g) and water (68.00 g) was stirred at 50° C. for approx. 15-30 min until a clear solution is obtained (pH 5.2). A portion of the above mixture of Ca(OH) 2 -NaOH (5.19 g) (pH 9.6) was then added, followed by a portion of the above mixture of chestnut tannins (5.40 g; thus effectively 1.20 g of chestnut tannin tree). After stirring for another 1-2 minutes at 50° C., the resulting brown mixture (pH 9.0) was used in subsequent experiments.

Пример связующего вещества, пример 17Binder Example Example 17

К воде (200 мл), перемешиваемой при комнатной температуре, добавляли Ca(OH)2 (7,41 г, 0,10 ммоль). После перемешивания при комнатной температуре еще в течение 5-10 мин полученную бесцветную суспензию использовали в последующих экспериментах (при постоянном перемешивании).To water (200 ml) stirred at room temperature was added Ca(OH) 2 (7.41 g, 0.10 mmol). After stirring at room temperature for another 5-10 min, the resulting colorless suspension was used in subsequent experiments (with constant stirring).

К части вышеуказанной смеси Са(ОН)2 (31,5 г), перемешиваемой при комнатной температуре, добавляли таннин каштанового дерева (9,00 г). После перемешивания при комнатной температуре в течение 5-10 мин полученную смесь темно-коричневого цвета (рН 8,0) использовали в последующих опытах.To a portion of the above Ca(OH) 2 mixture (31.5 g) stirred at room temperature was added chestnut tree tannin (9.00 g). After stirring at room temperature for 5-10 minutes, the resulting dark brown mixture (pH 8.0) was used in subsequent experiments.

Смесь желатина IMAGEL® LA (12,00 г) и воды (65,42 г) перемешивали при 50°C в течение прибл. 15-30 мин до получения прозрачного раствора (рН 5,0). Далее добавляли часть вышеуказанной смеси Ca(OH)2 (5,13 г) (pH 9,5), а затем часть указанной выше смеси таннинов каштанового дерева (1,62 г; таким образом, фактически 0,36 г таннина каштанового дерева). После перемешивания еще в течение 1-2 минут при 50°С полученную коричневую смесь (pH 9,2) использовали в последующих экспериментах.A mixture of IMAGEL® LA gelatin (12.00 g) and water (65.42 g) was stirred at 50° C. for approx. 15-30 min until a clear solution is obtained (pH 5.0). A portion of the above mixture of Ca(OH) 2 (5.13 g) (pH 9.5) was then added, followed by a portion of the above mixture of chestnut tannins (1.62 g; thus effectively 0.36 g of chestnut tannin) . After stirring for another 1-2 minutes at 50° C., the resulting brown mixture (pH 9.2) was used in subsequent experiments.

Пример связующего вещества, пример 20Binder Example Example 20

К воде (200 мл), перемешиваемой при комнатной температуре, добавляли Ca(OH)2 (7,41 г, 0,10 ммоль). После перемешивания при комнатной температуре еще в течение 5-10 мин полученную бесцветную суспензию использовали в последующих опытах (при постоянном перемешивании).To water (200 ml) stirred at room temperature was added Ca(OH) 2 (7.41 g, 0.10 mmol). After stirring at room temperature for another 5-10 min, the resulting colorless suspension was used in subsequent experiments (with constant stirring).

К части вышеуказанной смеси Са(ОН)2 (31,5 г), перемешиваемой при комнатной температуре, добавляли таннин каштанового дерева (9,00 г). После перемешивания при комнатной температуре в течение 5-10 мин полученную смесь темно-коричневого цвета (рН 8,0) использовали в последующих экспериментах.To a portion of the above Ca(OH) 2 mixture (31.5 g) stirred at room temperature was added chestnut tree tannin (9.00 g). After stirring at room temperature for 5-10 minutes, the resulting dark brown mixture (pH 8.0) was used in subsequent experiments.

Смесь желатина IMAGEL® LA (11,00 г) и воды (62,83 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (рН 5,1). Далее добавляли часть вышеуказанной смеси Ca(OH)2 (8,21 г) (pH 11,1), а затем часть указанной выше смеси таннинов каштанового дерева (9,90 г; таким образом, фактически 2,20 г таннина каштанового дерева). После перемешивания еще в течение 1-2 минут при 50°С полученную коричневую смесь (рН 9,0) использовали в последующих экспериментах.A mixture of IMAGEL® LA gelatin (11.00 g) and water (62.83 g) was stirred at 50° C. for approximately 15-30 minutes until a clear solution (pH 5.1) was obtained. A portion of the above mixture of Ca(OH) 2 (8.21 g) (pH 11.1) was then added, followed by a portion of the above mixture of chestnut tree tannins (9.90 g; thus effectively 2.20 g of chestnut tree tannin) . After stirring for another 1-2 minutes at 50° C., the resulting brown mixture (pH 9.0) was used in subsequent experiments.

Пример связующего вещества, пример 22Binder Example Example 22

К перемешиваемому раствору NaOH (2,00 г, 0,05 моль) в воде (200 мл) при комнатной температуре добавляли Ca(OH)2 (5,56 г, 0,075 ммоль). После перемешивания при комнатной температуре еще в течение 5-10 мин полученную бесцветную суспензию использовали в последующих экспериментах (при постоянном перемешивании).To a stirred solution of NaOH (2.00 g, 0.05 mol) in water (200 ml) at room temperature was added Ca(OH) 2 (5.56 g, 0.075 mmol). After stirring at room temperature for another 5-10 min, the resulting colorless suspension was used in subsequent experiments (with constant stirring).

К части вышеуказанной смеси Ca(OH)2-NaOH (31,5 г), перемешиваемой при комнатной температуре, добавляли таннин каштанового дерева (9,00 г). После перемешивания при комнатной температуре еще в течение 5-10 мин полученную смесь темно-коричневого цвета (рН 8,4) использовали в дальнейших экспериментах.To a portion of the above mixture of Ca(OH) 2 -NaOH (31.5 g) stirred at room temperature was added chestnut tree tannin (9.00 g). After stirring at room temperature for another 5-10 minutes, the resulting dark brown mixture (pH 8.4) was used in further experiments.

Смесь желатина IMAGEL® LA (7,50 г) и серицина (2,50 г) в воде (56,23 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (рН 5,6). Далее добавляли часть вышеуказанной смеси Ca(OH)2-NaOH (4,55 г) (pH 9,3), а затем часть указанной выше смеси таннинов каштанового дерева (5,40 г; таким образом, фактически 1,20 г таннина каштанового дерева). После перемешивания еще в течение 1-2 минут при 50°С полученную коричневую смесь (pH 9,1) использовали в последующих экспериментах.A mixture of IMAGEL® LA gelatin (7.50 g) and sericin (2.50 g) in water (56.23 g) was stirred at 50° C. for approximately 15-30 minutes until a clear solution (pH 5.6) was obtained. A portion of the above mixture of Ca(OH) 2 -NaOH (4.55 g) (pH 9.3) was then added, followed by a portion of the above mixture of chestnut tannins (5.40 g; thus effectively 1.20 g of chestnut tannin tree). After stirring for another 1-2 minutes at 50° C., the resulting brown mixture (pH 9.1) was used in subsequent experiments.

Пример связующего вещества, пример 23Binder Example Example 23

К перемешиваемому раствору NaOH (2,00 г, 0,05 моль) в воде (200 мл) при комнатной температуре добавляли Ba(OH)2 (12,85 г, 0,075 ммоль). После перемешивания при комнатной температуре еще в течение 5-10 мин полученную бесцветную суспензию использовали в последующих экспериментах (при постоянном перемешивании).To a stirred solution of NaOH (2.00 g, 0.05 mol) in water (200 ml) at room temperature was added Ba(OH) 2 (12.85 g, 0.075 mmol). After stirring at room temperature for another 5-10 min, the resulting colorless suspension was used in subsequent experiments (with constant stirring).

К части указанной выше смеси Ba(OH)2-NaOH (31,5 г), перемешиваемой при комнатной температуре, добавляли таннин каштанового дерева (9,00 г). После перемешивания при комнатной температуре еще в течение 5-10 мин полученную коричневую смесь (рН 8,6) использовали в последующих экспериментах.To a portion of the above mixture of Ba(OH) 2 -NaOH (31.5 g) stirred at room temperature was added chestnut tree tannin (9.00 g). After stirring at room temperature for an additional 5-10 minutes, the resulting brown mixture (pH 8.6) was used in subsequent experiments.

Смесь желатина IMAGEL® LA (12,00 г) и воды (70,19 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (рН 4,9). Далее добавляли часть указанной выше смеси Ba(OH)2-NaOH (4,77 г) (pH 9,2), а затем часть указанной выше смеси таннинов каштанового дерева (5,40 г; таким образом, фактически 1,20 г таннина каштанового дерева). После перемешивания еще в течение 1-2 минут при 50°С полученную коричневую смесь (рН 9,0) использовали в последующих экспериментах.A mixture of IMAGEL® LA gelatin (12.00 g) and water (70.19 g) was stirred at 50° C. for about 15-30 minutes until a clear solution (pH 4.9) was obtained. Next, a portion of the above mixture of Ba(OH) 2 -NaOH (4.77 g) (pH 9.2) was added, followed by a portion of the above mixture of chestnut tannins (5.40 g; thus, effectively 1.20 g of tannin chestnut tree). After stirring for another 1-2 minutes at 50° C., the resulting brown mixture (pH 9.0) was used in subsequent experiments.

Пример связующего вещества, пример 25Binder Example Example 25

К перемешиваемому раствору NaOH (1,00 г, 0,025 моль) в воде (200 мл) при комнатной температуре добавляли Ca(OH)2 (2,79 г, 0,038 ммоль). После перемешивания при комнатной температуре еще в течение 5-10 мин полученную бесцветную суспензию использовали в последующих экспериментах (при постоянном перемешивании).To a stirred solution of NaOH (1.00 g, 0.025 mol) in water (200 ml) at room temperature was added Ca(OH) 2 (2.79 g, 0.038 mmol). After stirring at room temperature for another 5-10 min, the resulting colorless suspension was used in subsequent experiments (with constant stirring).

К части вышеуказанной смеси Ca(OH)2-NaOH (31,5 г), перемешиваемой при комнатной температуре, добавляли таннин квебрахо (9,00 г). После перемешивания при комнатной температуре в течение 5-10 мин полученную смесь коричневого цвета (pH 8,8) использовали в последующих экспериментах.To a portion of the above Ca(OH) 2 -NaOH mixture (31.5 g) stirred at room temperature was added quebracho tannin (9.00 g). After stirring at room temperature for 5-10 minutes, the resulting brown mixture (pH 8.8) was used in subsequent experiments.

Смесь желатина IMAGEL® LA (12,00 г) и воды (63,47 г) перемешивали при 50°C в течение приблизительно 15-30 мин до получения прозрачного раствора (рН 4,9). Далее добавляли часть вышеуказанной смеси Ca(OH)2-NaOH (8,68 г) (pH 9,2), а затем часть указанной выше смеси таннинов каштанового дерева (5,40 г; таким образом, эффективно 1,20 г таннина квебрахо). После перемешивания еще в течение 1-2 минут при 50°С полученную коричневую смесь (рН 9,0) использовали в последующих экспериментах.A mixture of IMAGEL® LA gelatin (12.00 g) and water (63.47 g) was stirred at 50° C. for approximately 15-30 minutes until a clear solution (pH 4.9) was obtained. A portion of the above mixture of Ca(OH) 2 -NaOH (8.68 g) (pH 9.2) was then added, followed by a portion of the above mixture of chestnut tannins (5.40 g; thus effectively 1.20 g of quebracho tannin ). After stirring for another 1-2 minutes at 50° C., the resulting brown mixture (pH 9.0) was used in subsequent experiments.

Таблица 1-1. Композиции связующего вещества в соответствии с предшествующим уровнем техникиTable 1-1. Binder compositions according to the prior art ПримерExample AA BB Связующие свойстваBinding Properties Связующие твердые вещества (%)Binder solids (%) 15.015.0 15.015.0 Потери в реакции (%)Loss in reaction (%) 28.528.5 30.330.3 pHpH 9.69.6 88 Условия отверждения брускаBar curing conditions Температура (°C / 1 ч)Temperature (°C / 1 h) 200200 225225 Свойства брускаBar properties Механическая прочность, не состаренная (кН)Mechanical strength, not aged (kN) 0.520.52 0.370.37 Механическая прочность, старение в водяной бане (кН)Mechanical strength, aging in a water bath (kN) 0.350.35 0.290.29 LOI, не состаренный (%)LOI, not aged (%) 2.62.6 2.42.4 LOI, состаренный в воде (%)LOI water aged (%) 2.62.6 2.42.4 Водопоглощение, 3 ч (%)Water absorption, 3 h (%) 2121 2323 Водопоглощение, 24 ч (%)Water absorption, 24 h (%) 2121 2424

Таблица 1-2. Эталонные связующие вещества (белок, сшивающий агент, гидроксид натрия)Table 1-2. Reference binders (protein, crosslinker, sodium hydroxide) ПримерExample CC DD EE FF GG Композиции связующего веществаBinder compositions Белок (мас. %) [a] Protein (wt%) [a] Желатин IMAGEL® LAGelatin IMAGEL® LA 100100 100100 100100 100100 100100 Желатин IMAGEL® LB Gelatin IMAGEL® LB -- -- -- -- -- СерицинSericin -- -- -- -- -- Сшивающий агент (мас. %) [a] Crosslinker (wt %) [a] Таннин каштанового дереваchestnut tree tannin -- 33 55 1010 2020 Таннин квебрахоtannin quebracho -- -- -- -- -- Соединение катиона одновалентного металла (мас. %) [b] Monovalent metal cation compound (wt %) [b] Гидроксид натрияSodium hydroxide 1.21.2 1.61.6 1.81.8 2.42.4 3.33.3 Соединение катиона двухвалентного металла (мас. %) [b] Divalent metal cation compound (wt %) [b] Гидроксид кальцияcalcium hydroxide -- -- -- -- -- Гидроксид барияbarium hydroxide -- -- -- -- -- Гидроксид магнияmagnesium hydroxide -- -- -- -- -- Катионы одновалентных и двухвалентных металлов (молярные соотношения)Monovalent and divalent metal cations (molar ratios) НатрийSodium 100100 100100 100100 100100 100100 КальцийCalcium 00 00 00 00 00 БарийBarium 00 00 00 00 00 МагнийMagnesium 00 00 00 00 00 Смешивание связующего и производство брусковBinder mixing and bar production Содержание твердых компонентов связующего (%)The content of the solid components of the binder (%) 15.015.0 15.015.0 15.015.0 15.015.0 15.015.0 рН связующей смесиbinder pH 9.19.1 9.09.0 9.09.0 9.29.2 9.29.2 Температура отверждения (°C)Curing temperature (°C) комнroom комнroom комнroom комнroom комнroom Свойства брускаBar properties Механическая прочность, не состаренный (кН)Mechanical strength, not aged (kN) 0.320.32 0.340.34 0.320.32 0.310.31 0.250.25 Механическая прочность, старение в водяной бане (кН)Mechanical strength, aging in a water bath (kN) 00 0.280.28 0.290.29 0.270.27 0.260.26 Механическая прочность, автоклавная выдержка (кН)Mechanical strength, autoclave (kN) 0.250.25 0.240.24 0.230.23 0.190.19 0.190.19 LOI, не состаренный (%)LOI, not aged (%) 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 LOI, выдержка в водяной бане (%)LOI, water bath (%) 00 2.22.2 2.32.3 2.32.3 2.32.3 LOI, автоклавное старение (%)LOI, autoclave aging (%) 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.42.4 Водопоглощение, 3 ч (%)Water absorption, 3 h (%) 55 88 77 88 11eleven Водопоглощение, 24 ч (%)Water absorption, 24 h (%) 1212 1818 1717 1919 2525

[a] Белок. [b] Белок + сшивающий агент.[a] Protein. [b] Protein + crosslinker.

Таблица 1-3. Эталонные связующие вещества (белок, сшивающий агент, гидроксид натрия)Table 1-3. Reference binders (protein, crosslinker, sodium hydroxide) ПримерExample HH II JJ KK LL Композиции связующего веществаBinder compositions Белок (мас. %) [a] Protein (wt%) [a] Желатин IMAGEL® LAGelatin IMAGEL® LA 100100 100100 -- 7575 100100 Желатин IMAGEL® LBGelatin IMAGEL® LB -- -- 100100 -- -- СерицинSericin -- -- -- 2525 -- Сшивающий агент (% мас.) [a] Cross-linking agent (% wt.) [a] Таннин каштанового дереваchestnut tree tannin 30thirty 5050 1010 1212 -- Таннин квебрахоtannin quebracho -- -- -- -- 1010 Соединение катиона одновалентного металла (мас. %) [b] Monovalent metal cation compound (wt %) [b] Гидроксид натрияSodium hydroxide 4.14.1 5.35.3 2.52.5 2.42.4 1.71.7 Соединение катиона двухвалентного металла (мас. %) [b] Divalent metal cation compound (wt %) [b] Гидроксид кальцияcalcium hydroxide -- -- -- -- -- Гидроксид барияbarium hydroxide -- -- -- -- -- Гидроксид магнияmagnesium hydroxide -- -- -- -- -- Катионы одновалентных и двухвалентных металлов (молярные соотношения)Monovalent and divalent metal cations (molar ratios) НатрийSodium 100100 100100 100100 100100 100100 КальцийCalcium 00 00 00 00 00 БарийBarium 00 00 00 00 00 МагнийMagnesium 00 00 00 00 00 Смешивание связующего и производство брусковBinder mixing and bar production Содержание твердых компонентов связующего вещества (%)Binder solids content (%) 15.015.0 15.015.0 15.015.0 15.015.0 15.015.0 рН связующей смесиbinder pH 9.29.2 9.19.1 9.29.2 9.19.1 9.09.0 Температура отверждения (°C)Curing temperature (°C) комнroom комнroom комнroom комнroom комнroom Свойства брускаBar properties Механическая прочность, не состаренный (кН)Mechanical strength, not aged (kN) 0.160.16 0.100.10 0.340.34 0.260.26 0.330.33 Механическая прочность, старение в водяной бане (кН)Mechanical strength, aging in a water bath (kN) 0.170.17 0.100.10 0.220.22 0.220.22 0.260.26 Механическая прочность, автоклавная выдержка (кН)Mechanical strength, autoclave (kN) 0.120.12 0.080.08 0.230.23 -- 0.250.25 LOI, не состаренный (%)LOI, not aged (%) 2.42.4 2.42.4 2.52.5 2.62.6 2.52.5 LOI, выдержка в водяной бане (%)LOI, water bath (%) 2.22.2 2.12.1 2.42.4 2.32.3 2.42.4 LOI, автоклавное старение (%)LOI, autoclave aging (%) 2.42.4 2.32.3 2.52.5 -- 2.52.5 Водопоглощение, 3 ч (%)Water absorption, 3 h (%) 1313 1515 1616 1414 66 Водопоглощение, 24 ч (%)Water absorption, 24 h (%) 2929 3333 3838 3434 1616

[a] Белок. [b] Белок + сшивающий агент.[a] Protein. [b] Protein + crosslinker.

Таблица 1-4. Белок, сшивающий агент, гидроксид кальция-гидроксид натрияTable 1-4. Protein, crosslinker, calcium hydroxide-sodium hydroxide ПримерExample 11 22 33 44 55 композиции связующего веществаbinder compositions Белок (мас. %) [a] Protein (wt%) [a] Желатин IMAGEL® LAGelatin IMAGEL® LA 100100 100100 100100 100100 100100 Желатин IMAGEL® LBGelatin IMAGEL® LB -- -- -- -- -- СерицинSericin -- -- -- -- -- Сшивающий агент (% мас.) [a] Cross-linking agent (% wt.) [a] Таннин каштанового дереваchestnut tree tannin -- 33 55 1010 2020 Таннин квебрахоtannin quebracho -- -- -- -- -- Соединение катиона одновалентного металла (мас. %) [b] Monovalent metal cation compound (wt %) [b] Гидроксид натрияSodium hydroxide 1.21.2 1.71.7 2.02.0 2.52.5 3.33.3 Соединение катиона двухвалентного металла (мас. %) [b] Divalent metal cation compound (wt %) [b] Гидроксид кальцияcalcium hydroxide 0.40.4 0.50.5 0.60.6 0.80.8 1.01.0 Гидроксид барияbarium hydroxide -- -- -- -- -- Гидроксид магнияmagnesium hydroxide -- -- -- -- -- Катионы одновалентных и двухвалентных металлов (молярные соотношения)Monovalent and divalent metal cations (molar ratios) НатрийSodium 85.785.7 85.785.7 85.785.7 85.785.7 85.785.7 КальцийCalcium 14.314.3 14.314.3 14.314.3 14.314.3 14.314.3 БарийBarium -- -- -- -- -- МагнийMagnesium -- -- -- -- -- Смешивание связующего и производство брусковBinder mixing and bar production Содержание твердых компонентов связующего вещества (%)Binder solids content (%) 15.015.0 15.015.0 15.015.0 15.015.0 15.015.0 рН связующей смесиbinder pH 9.09.0 9.09.0 9.19.1 9.19.1 9.09.0 Температура отверждения (°C)Curing temperature (°C) комнroom комнroom комнroom комнroom комнroom Свойства брускаBar properties Механическая прочность, не состаренный (кН)Mechanical strength, not aged (kN) 0.290.29 0.320.32 0.320.32 0.290.29 0.200.20 Механическая прочность, старение в водяной бане (кН)Mechanical strength, aging in a water bath (kN) 00 0.230.23 0.290.29 0.310.31 0.240.24 Механическая прочность, автоклавная выдержка (кН)Mechanical strength, autoclave (kN) 0.250.25 0.200.20 0.180.18 0.180.18 0.120.12 LOI, не состаренный (%)LOI, not aged (%) 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.42.4 LOI, выдержка в водяной бане (%)LOI, water bath (%) 00 2.02.0 2.22.2 2.32.3 2.32.3 LOI, автоклавное старение (%)LOI, autoclave aging (%) 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.42.4 2.42.4 Водопоглощение, 3 ч (%)Water absorption, 3 h (%) 55 77 77 88 1010 Водопоглощение, 24 ч (%)Water absorption, 24 h (%) 1212 1818 1818 2020 2424

[a] Белок. [b] Белок + сшивающий агент.[a] Protein. [b] Protein + crosslinker.

Таблица 1-5. Белок, сшивающий агент, гидроксид кальция-гидроксид натрияTable 1-5. Protein, crosslinker, calcium hydroxide-sodium hydroxide ПримерExample 66 77 88 99 1010 Композиции связующего веществаBinder compositions Белок (мас. %) [a] Protein (wt%) [a] Желатин IMAGEL® LAGelatin IMAGEL® LA 100100 100100 100100 100100 100100 Желатин IMAGEL® LBGelatin IMAGEL® LB -- -- -- -- -- СерицинSericin -- -- -- -- -- Сшивающий агент (% мас.) [a] Cross-linking agent (% wt.) [a] Таннин каштанового дереваchestnut tree tannin -- 33 55 1010 2020 Таннин квебрахоtannin quebracho -- -- -- -- -- Соединение катиона одновалентного металла (мас. %) [b] Monovalent metal cation compound (wt %) [b] Гидроксид натрияSodium hydroxide 0.60.6 0.90.9 1.11.1 1.31.3 1.81.8 Соединение катиона двухвалентного металла (мас. %) [b] Divalent metal cation compound (wt %) [b] Гидроксид кальцияcalcium hydroxide 0.50.5 0.80.8 1.01.0 1.21.2 1.71.7 Гидроксид барияbarium hydroxide -- -- -- -- -- Гидроксид магнияmagnesium hydroxide -- -- -- -- -- Катионы одновалентных и двухвалентных металлов (молярные соотношения)Monovalent and divalent metal cations (molar ratios) НатрийSodium 66.766.7 66.766.7 66.766.7 66.766.7 66.766.7 КальцийCalcium 33.333.3 33.333.3 33.333.3 33.333.3 33.333.3 БарийBarium -- -- -- -- -- МагнийMagnesium -- -- -- -- -- Смешивание связующего и производство брусковBinder mixing and bar production Содержание твердых компонентов связующего вещества (%)Binder solids content (%) 15.015.0 15.015.0 15.015.0 15.015.0 15.015.0 рН связующей смесиbinder pH 9.09.0 9.09.0 9.19.1 9.19.1 9.09.0 Температура отверждения (°C)Curing temperature (°C) комнroom комнroom комнroom комнroom комнroom Свойства брускаBar properties Механическая прочность, не состаренный (кН)Mechanical strength, not aged (kN) 0.310.31 0.350.35 0.360.36 0.320.32 0.320.32 Механическая прочность, старение в водяной бане (кН)Mechanical strength, aging in a water bath (kN) 00 0.030.03 0.210.21 0.260.26 0.290.29 Механическая прочность, автоклавная выдержка (кН)Mechanical strength, autoclave (kN) 0.330.33 0.300.30 0.270.27 0.250.25 0.230.23 LOI, не состаренный(%)LOI, not aged (%) 2.62.6 2.62.6 2.52.5 2.52.5 2.52.5 LOI, выдержка в водяной бане (%)LOI, water bath (%) 00 0.80.8 2.02.0 2.22.2 2.32.3 LOI, автоклавное старение (%)LOI, autoclave aging (%) 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 Водопоглощение, 3 ч (%)Water absorption, 3 h (%) 55 55 55 66 77 Водопоглощение, 24 ч (%)Water absorption, 24 h (%) 1010 11eleven 1313 1515 1717

[a] Белок. [b] Белок + сшивающий агент.[a] Protein. [b] Protein + crosslinker.

Таблица 1-6. Белок, сшивающий агент, гидроксид кальция-гидроксид натрияTable 1-6. Protein, crosslinker, calcium hydroxide-sodium hydroxide ПримерExample 11eleven 1212 1313 1414 1515 Композиция связующего веществаBinder Composition Белок (мас. %) [a] Protein (wt%) [a] Желатин IMAGEL® LAGelatin IMAGEL® LA 100100 100100 100100 100100 100100 Желатин IMAGEL® LBGelatin IMAGEL® LB -- -- -- -- -- СерицинSericin -- -- -- -- -- Сшивающий агент (% мас.) [a] Cross-linking agent (% wt.) [a] Таннин каштанового дереваchestnut tree tannin -- 33 55 1010 2020 Таннин квебрахоtannin quebracho -- -- -- -- -- Соединение катиона одновалентного металла (мас. %) [b] Monovalent metal cation compound (wt %) [b] Гидроксид натрияSodium hydroxide 0.30.3 0.40.4 0.50.5 0.70.7 1.01.0 Соединение катиона двухвалентного металла (мас. %) [b] Divalent metal cation compound (wt %) [b] Гидроксид кальцияcalcium hydroxide 0.90.9 1.21.2 1.41.4 1.91.9 2.82.8 Гидроксид барияbarium hydroxide -- -- -- -- -- Гидроксид магнияmagnesium hydroxide -- -- -- -- -- Катионы одновалентных и двухвалентных металлов (молярные соотношения)Monovalent and divalent metal cations (molar ratios) НатрийSodium 4040 4040 4040 4040 4040 КальцийCalcium 6060 6060 6060 6060 6060 БарийBarium -- -- -- -- -- МагнийMagnesium -- -- -- -- -- Смешивание связующего и производство брусковBinder mixing and bar production Содержание твердых компонентов связующего вещества (%)Binder solids content (%) 15.015.0 15.015.0 15.015.0 14.914.9 15.015.0 рН связующей смесиbinder pH 9.19.1 9.19.1 9.09.0 9.09.0 9.19.1 Температура отверждения (°C)Curing temperature (°C) комнroom комнroom комнroom комнroom комнroom Свойства брускаBar properties Механическая прочность, не состаренный (кН)Mechanical strength, not aged (kN) 0.310.31 0.340.34 0.340.34 0.320.32 0.270.27 Механическая прочность, старение в водяной бане (кН)Mechanical strength, aging in a water bath (kN) 00 00 0.160.16 0.260.26 0.290.29 Механическая прочность, автоклавная выдержка (кН)Mechanical strength, autoclave (kN) 0.270.27 0.280.28 0.290.29 0.230.23 0.180.18 LOI, не состаренный(%)LOI, not aged (%) 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.42.4 LOI, выдержка в водяной бане (%)LOI, water bath (%) 00 00 1.61.6 2.12.1 2.22.2 LOI, автоклавное старение (%)LOI, autoclave aging (%) 2.52.5 2.42.4 2.42.4 2.42.4 2.42.4 Водопоглощение, 3 ч (%)Water absorption, 3 h (%) 44 44 44 44 55 Водопоглощение, 24 ч (%)Water absorption, 24 h (%) 99 99 1010 1010 11eleven

[a] Белок. [b] Белок + сшивающий агент.[a] Protein. [b] Protein + crosslinker.

Таблица 1-7. Белок, сшивающий агент, гидроксид кальцияTable 1-7. Protein, crosslinker, calcium hydroxide ПримерExample 1616 1717 1818 1919 2020 Композиция связующего веществаBinder Composition Белок (мас. %) [a] Protein (wt%) [a] Желатин IMAGEL® LAGelatin IMAGEL® LA 100100 100100 100100 100100 100100 Желатин IMAGEL® LBGelatin IMAGEL® LB -- -- -- -- -- СерицинSericin -- -- -- -- -- Сшивающий агент (% мас.) [a] Cross-linking agent (% wt.) [a] Таннин каштанового дереваchestnut tree tannin -- 33 55 1010 2020 Таннин квебрахоtannin quebracho -- -- -- -- -- Соединение катиона одновалентного металла (мас. %) [b] Monovalent metal cation compound (wt %) [b] Гидроксид натрияSodium hydroxide 00 00 00 00 00 Соединение катиона двухвалентного металла (мас. %) [b] Divalent metal cation compound (wt %) [b] Гидроксид кальцияcalcium hydroxide 1.21.2 1.81.8 2.02.0 2.82.8 4.34.3 Гидроксид барияbarium hydroxide -- -- -- -- -- Гидроксид магнияmagnesium hydroxide -- -- -- -- -- Катионы одновалентных и двухвалентных металлов (молярные соотношения)Monovalent and divalent metal cations (molar ratios) НатрийSodium 00 00 00 00 00 КальцийCalcium 100100 100100 100100 100100 100100 БарийBarium -- -- -- -- -- МагнийMagnesium -- -- -- -- -- Смешивание связующего и производство брусковBinder mixing and bar production Содержание твердых компонентов связующего вещества (%)Binder solids content (%) 15.015.0 15.015.0 15.015.0 15.015.0 15.015.0 рН связующей смесиbinder pH 9.09.0 9.29.2 9.09.0 9.09.0 9.09.0 Температура отверждения (°C)Curing temperature (°C) Комнroom Комнroom Комнroom Комнroom Комнroom Свойства брускаBar properties Механическая прочность, несостаренный (кН)Mechanical strength, unaged (kN) 0.340.34 0.370.37 0.370.37 0.360.36 0.330.33 Механическая прочность, старение в водяной бане (кН)Mechanical strength, aging in a water bath (kN) 00 00 00 0.270.27 0.290.29 Механическая прочность, автоклавная выдержка (кН)Mechanical strength, autoclave (kN) 0.360.36 0.340.34 0.260.26 0.230.23 0.160.16 LOI, не состаренный (%)LOI, not aged (%) 2.72.7 2.62.6 2.52.5 2.52.5 2.52.5 LOI, выдержка в водяной бане (%)LOI, water bath (%) 00 00 00 2.02.0 2.22.2 LOI, автоклавное старение (%)LOI, autoclave aging (%) 2.62.6 2.52.5 2.52.5 2.52.5 2.42.4 Водопоглощение, 3 ч (%)Water absorption, 3 h (%) 44 44 44 44 44 Водопоглощение, 24 ч (%)Water absorption, 24 h (%) 99 88 88 99 99

[a] Белок. [b] Белок + сшивающий агент.[a] Protein. [b] Protein + crosslinker.

Таблица 1-8. Белок, сшивающий агент, гидроксид М2+-гидроксид натрияTable 1-8. Protein, cross-linking agent, hydroxide M 2+ -sodium hydroxide ПримерExample 2121 2222 2323 2424 2525 Композиция связующего веществаBinder Composition Белок (мас. %) [a] Protein (wt%) [a] Желатин IMAGEL® LAGelatin IMAGEL® LA -- 7575 100100 100100 100100 Желатин IMAGEL® LBGelatin IMAGEL® LB 100100 -- -- -- -- СерицинSericin -- 2525 -- -- -- Сшивающий агент (% мас.) [a] Cross-linking agent (% wt.) [a] Таннин каштанового дереваchestnut tree tannin 1010 1212 1010 1010 -- Таннин квебрахоtannin quebracho -- -- -- -- 1010 Соединение катиона одновалентного металла (мас. %) [b] Monovalent metal cation compound (wt %) [b] Гидроксид натрияSodium hydroxide 0.70.7 0.80.8 0.60.6 2.02.0 0.50.5 Соединение катиона двухвалентного металла (мас. %) [b] Divalent metal cation compound (wt %) [b] Гидроксид кальцияcalcium hydroxide 2.12.1 2.12.1 -- -- 1.31.3 Гидроксид барияbarium hydroxide -- -- 4.14.1 -- -- Гидроксид магнияmagnesium hydroxide -- -- -- 4.34.3 -- Катионы одновалентных и двухвалентных металлов (молярные соотношения)Monovalent and divalent metal cations (molar ratios) НатрийSodium 4040 4040 4040 4040 4040 КальцийCalcium 6060 6060 00 00 6060 БарийBarium 00 00 6060 00 00 МагнийMagnesium 00 00 00 6060 00 Смешивание связующего и производство брусковBinder mixing and bar production Содержание твердых компонентов связующего вещества (%)Binder solids content (%) 15.015.0 15.115.1 15.015.0 14.714.7 15.015.0 рН связующей смесиbinder pH 9.09.0 9.19.1 9.09.0 9.09.0 9.09.0 Температура отверждения (°C)Curing temperature (°C) комнroom комнroom комнroom комнroom комнroom Свойства брускаBar properties Механическая прочность, не состаренный (кН)Mechanical strength, not aged (kN) 0.390.39 0.270.27 0.350.35 0.310.31 0.310.31 Механическая прочность, старение в водяной бане (кН)Mechanical strength, aging in a water bath (kN) 0.150.15 0.180.18 0.260.26 0.280.28 0.250.25 Механическая прочность, автоклавная выдержка (кН)Mechanical strength, autoclave (kN) 0.280.28 -- 0.250.25 0.200.20 0.250.25 LOI, не состаренный (%)LOI, not aged (%) 2.62.6 2.62.6 2.52.5 2.42.4 2.52.5 LOI, выдержка в водяной бане (%)LOI, water bath (%) 2.12.1 2.02.0 2.32.3 2.32.3 2.42.4 LOI, автоклавное старение (%)LOI, autoclave aging (%) 2.52.5 -- 2.42.4 2.42.4 2.52.5 Водопоглощение, 3 ч (%)Water absorption, 3 h (%) 1010 88 77 77 44 Водопоглощение, 24 ч (%)Water absorption, 24 h (%) 2525 2020 1515 1717 1010

[a] Белок. [b] Белок + сшивающий агент.[a] Protein. [b] Protein + crosslinker.

Claims (24)

1. Не содержащая формальдегид композиция связующего вещества для минеральных волокон, содержащая:1. A formaldehyde-free mineral fiber binder composition comprising: - по меньшей мере одно фенолсодержащее соединение,- at least one phenol-containing compound, - по меньшей мере один белок,- at least one protein, - по меньшей мере одно соединение, содержащее катион двухвалентного металла М2+,- at least one compound containing the divalent metal cation M 2+ , - по меньшей мере одно соединение, содержащее катион одновалентного металла М+.- at least one compound containing the monovalent metal cation M + . 2. Композиция связующего вещества по п.1, в которой по меньшей мере одно соединение, содержащее катион двухвалентного металла М2+, содержит один или более катионов двухвалентного металла М2+, выбранных из группы двухвалентных катионов щелочно-земельных металлов, Mn, Fe, Cu, Zn, Sn.2. The binder composition according to claim 1, in which at least one compound containing the divalent metal cation M 2+ contains one or more divalent metal cations M 2+ selected from the group of divalent alkaline earth metal cations, Mn, Fe , Cu, Zn, Sn. 3. Композиция связующего вещества по любому из предшествующих пунктов, в которой соединение, содержащее катион двухвалентного металла M2+, содержит одно или более соединений, выбранных из группы, состоящей из M(OH)2, MO, M(HCO3)2, MCO3, M(H2PO4)2, MHPO4, M3(PO4)2, M(HPO3), M(H2PO2)2, MSO4, MCl2, MHNSO3, в частности M(OH)2.3. The binder composition according to any of the preceding claims, wherein the compound containing the divalent metal cation M 2+ contains one or more compounds selected from the group consisting of M(OH) 2 , MO, M(HCO 3 ) 2 , MCO 3 , M(H 2 PO 4 ) 2 , MHPO 4 , M 3 (PO 4 ) 2 , M(HPO 3 ), M(H 2 PO 2 ) 2 , MSO 4 , MCl 2 , MHNSO 3 , in particular M (OH) 2 . 4. Композиция связующего вещества по любому из предшествующих пунктов, где соединение, содержащее катион двухвалентного металла, содержит Са2+.4. A binder composition according to any one of the preceding claims, wherein the divalent metal cation containing compound contains Ca 2+ . 5. Композиция связующего вещества по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что композиция связующего вещества содержит по меньшей мере одно соединение с катионом двухвалентного металла в количестве от 0,1 мас.% до 10 мас.%, например от 0,2 мас.% до 8 мас.%, например от 0,3 мас.% до 5 мас.%, например от 0,4 мас.% до 4,3 мас.%, например от 1,0 мас.% до 4,3 мас.%, в расчете на общую сухую массу фенолсодержащего соединения и белка.5. The binder composition according to any of the preceding claims, characterized in that the binder composition contains at least one compound with a divalent metal cation in an amount of from 0.1 wt.% to 10 wt.%, for example from 0.2 wt. % to 8 wt.%, for example from 0.3 wt.% to 5 wt.%, for example from 0.4 wt.% to 4.3 wt.%, for example from 1.0 wt.% to 4.3 wt. .%, based on the total dry weight of the phenol-containing compound and protein. 6. Композиция связующего вещества по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что композиция связующего вещества содержит по меньшей мере один катион одновалентного металла в форме катиона одновалентного металла Li, Na, K, в частности Na.6. A binder composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the binder composition contains at least one monovalent metal cation in the form of a monovalent metal cation Li, Na, K, in particular Na. 7. Композиция связующего вещества по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что композиция связующего вещества содержит по меньшей мере одно соединение, содержащее катион одновалентного металла М+, в количестве от 0,01 мас.% до 6 мас.%, например от 0,1 мас.% до 5 мас.%, например 0,2 мас. % до 4 мас.%, например от 0,3 мас.% до 3,3 мас.%, например от 0,3 мас.% до 2,0 мас.%, в расчете на общую сухую массу фенолсодержащего соединения и белка.7. A binder composition according to any of the preceding claims, characterized in that the binder composition contains at least one compound containing a monovalent metal cation M + in an amount of from 0.01 wt.% to 6 wt.%, for example from 0 ,1 wt.% to 5 wt.%, for example 0.2 wt. % to 4 wt.%, for example from 0.3 wt.% to 3.3 wt.%, for example from 0.3 wt.% to 2.0 wt.%, based on the total dry weight of the phenol-containing compound and protein. 8. Композиция связующего вещества по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что композиция связующего вещества содержит по меньшей мере одно соединение, содержащее катион двухвалентного металла М2+, и по меньшей мере одно соединение, содержащее катион одновалентного металла М+, и где молярное отношение катиона двухвалентного металла к катиону одновалентного металла находится в диапазоне от 10:90 до 90:10, например от 14,3:85,7 до 90:10, например от 14,3:85,7 до 60:40, например от 20:80 до 80:20, например от 25:75 до 75:25, например от 33,3:66,7 до 60:40, например от 40:60 до 60:40, например 50:50.8. The binder composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the binder composition contains at least one compound containing the divalent metal cation M 2+ and at least one compound containing the monovalent metal cation M + , and where the molar the ratio of divalent metal cation to monovalent metal cation is in the range from 10:90 to 90:10, for example from 14.3:85.7 to 90:10, for example from 14.3:85.7 to 60:40, for example from 20:80 to 80:20, such as 25:75 to 75:25, such as 33.3:66.7 to 60:40, such as 40:60 to 60:40, such as 50:50. 9. Композиция связующего вещества для минеральных волокон по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно фенолсодержащее соединение включает фенолсодержащее соединение, такое как простые фенолы, такие как гидроксибензойные кислоты, такие как гидроксибензойные альдегиды, такие как гидроксиацетофеноны, такие как гидроксифенилуксусные кислоты, такие как коричные кислоты, такие как сложные эфиры коричной кислоты, такие как коричные альдегиды, такие как коричные спирты, такие как кумарины, такие как изокумарины, такие как хромоны, такие как флавоноиды, такие как халконы, такие как дигидрохалконы, такие как ауроны, такие как флаваноны, такие как флаваннолы, такие как флаваны, такие как лейкоантоцианидины, такие как флаван-3-олы, такие как флавоны, такие как антоцианидины, такие как дезоксиантоцианидины, такие как антоцианы, такие как бифлавонилы, такие как бензофеноны, такие как ксантоны, такие как стильбены, такие как бетацианины, такие как полифенолы и/или полигидроксифенолы, такие как лигнаны, неолигнаны (димеры или олигомеры в результате сочетания монолигнолов, таких как р-кумариловый спирт, конифериловый спирт и синапиловый спирт), такие как лигнины (синтезированные в основном из предшественников монолигнола р-кумариловый спирт, конифериловый спирт и синапиловый спирт), такие как таннины, такие как таннаты (соли таннинов), такие как конденсированные таннины (проантоцианидины), такие как гидролизуемые таннины, такие как галлотаннины, такие как эллагитаннины, такие как комплексные таннины, такие как дубильная кислота, такие как флобабены, такие как флоротаннины.9. The mineral fiber binder composition according to any of the preceding claims, characterized in that at least one phenol-containing compound comprises a phenol-containing compound, such as simple phenols, such as hydroxybenzoic acids, such as hydroxybenzoic aldehydes, such as hydroxyacetophenones, such as hydroxyphenylacetic acids such as cinnamic acids such as cinnamic acid esters such as cinnamic aldehydes such as cinnamic alcohols such as coumarins such as isocoumarins such as chromones such as flavonoids such as chalcones such as dihydrochalcones such as aurones such as flavanones such as flavannols such as flavans such as leucoanthocyanidins such as flavan-3-ols such as flavones such as anthocyanidins such as deoxyanthocyanidins such as anthocyanins such as biflavonyls such as benzophenones, such as xanthones such as stilbenes such as betacyanins such as polyphenols and/or polyhydroxyphenols such as lignans, neolignans (dimers or oligomers resulting from the combination of monolignols such as p-coumaryl alcohol, coniferyl alcohol and sinapyl alcohol), such as lignins (synthesized mainly from monolignol precursors p-coumaryl alcohol, coniferyl alcohol and sinapyl alcohol), such as tannins, such as tannates (salts of tannins), such as condensed tannins (proanthocyanidins), such as hydrolysable tannins, such as gallotannins, such like ellagitannins such as complex tannins such as tannic acid such as flobabens such as phlorotannins. 10. Композиция связующего вещества для минеральных волокон по п.9, в которой таннин выбран из одного или нескольких компонентов из группы, состоящей из дубильной кислоты, конденсированных таннинов (проантоцианидинов), гидролизуемых таннинов, галлотаннинов, эллагитаннинов, комплексных таннинов и/или таннина, происходящего из одного или нескольких из дуба, каштана, сумаха оленерогого, теллимы крупноцветковой, квебрахо, акации, мимозы, коры черной акации, винограда, галла, гамбира, миробалана, колоказии съедобной, валонии и эвкалипта.10. A mineral fiber binder composition according to claim 9, wherein the tannin is selected from one or more components from the group consisting of tannic acid, condensed tannins (proanthocyanidins), hydrolysable tannins, gallotannins, ellagitannins, complex tannins and/or tannin, derived from one or more of oak, chestnut, staghorn sumac, grandiflora tellima, quebracho, acacia, mimosa, black locust bark, vine, gall, ginger, myrobalan, taro, wallonia and eucalyptus. 11. Композиция связующего вещества для минеральных волокон по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что фенолсодержащее соединение содержит одну или более синтетических или полусинтетических молекул, содержащих фенолы, полифенолы, такие как белки, пептиды, пептоиды или арилопептиды, модифицированные фенолсодержащими боковыми цепями, такие как дендримеры, декорированные фенолсодержащими боковыми цепями.11. A mineral fiber binder composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the phenol-containing compound comprises one or more synthetic or semi-synthetic molecules containing phenols, polyphenols such as proteins, peptides, peptoids or arylopeptides modified with phenol-containing side chains, such as as dendrimers decorated with phenol-containing side chains. 12. Композиция связующего вещества для минеральных волокон по любому из вышеуказанных пунктов, отличающаяся тем, что по меньшей мере один белок выбран из группы, состоящей из белков животного происхождения, включая коллаген, желатин, гидролизованный желатин и молочный белок (казеин, сыворотка), яйца; белки медуз, белки, полученные рекомбинантными способами; белки насекомых, таких как шелкопряды, такие как серицин; белки из растительных источников, включая белки из водорослей, бобовых, злаков, цельных зерен, орехов, семян и фруктов, таких как белок из гречихи, овса, ржи, проса, маиса (кукурузы), риса, пшеницы, булгура, сорго, амаранта, лебеды, соевых бобов (соевый белок), чечевицы, фасоли, белой фасоли, маша, нута, вигна, лимской фасоли, голубиного гороха, люпина, фасоли, миндаля, бразильских орехов, кешью, пекана, грецких орехов, семян рапса, семян хлопка, семян тыквы, семян конопли, семян кунжута и подсолнечника; полифенольные белки, такой как белок мидийной стопы.12. A mineral fiber binder composition according to any one of the above, characterized in that at least one protein is selected from the group consisting of proteins of animal origin, including collagen, gelatin, hydrolysed gelatin and milk protein (casein, whey), eggs ; jellyfish proteins, proteins obtained by recombinant methods; insect proteins such as silkworms such as sericin; proteins from plant sources, including proteins from algae, legumes, cereals, whole grains, nuts, seeds and fruits, such as protein from buckwheat, oats, rye, millet, maize (corn), rice, wheat, bulgur, sorghum, amaranth, quinoa, soybeans (soy protein), lentils, kidney beans, white beans, mung beans, chickpeas, cowpeas, lima beans, pigeon peas, lupins, kidney beans, almonds, Brazil nuts, cashews, pecans, walnuts, canola seeds, cotton seeds, pumpkin seeds, hemp seeds, sesame seeds and sunflower seeds; polyphenolic proteins such as mussel foot protein. 13. Композиция связующего вещества для минеральных волокон по любому из предшествующих пунктов, в которой содержание по меньшей мере одного фенолсодержащего соединения, такого как таннин, составляет от 1 до 60 мас.%, например от 2 до 60 мас.% , например от 3 до 50 мас.%, например от 4 до 40 мас.%, например от 5 до 35 мас.%, в расчете на сухую белковую основу.13. A mineral fiber binder composition according to any one of the preceding claims, wherein the content of at least one phenol-containing compound, such as tannin, is from 1 to 60% by weight, for example from 2 to 60% by weight, for example from 3 to 50 wt.%, for example from 4 to 40 wt.%, for example from 5 to 35 wt.%, calculated on a dry protein basis. 14. Композиция связующего вещества для минеральных волокон по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что белок содержит от 50 до 400, например от 100 до 300 (гидроксипролин + пролин) остатков на 1000 аминокислотных остатков.14. A mineral fiber binder composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the protein contains 50 to 400, for example 100 to 300 (hydroxyproline + proline) residues per 1000 amino acid residues. 15. Композиция связующего вещества для минеральных волокон по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что композиция связующего вещества дополнительно содержит добавку, выбранную из группы окислителя, такого как тирозиназа, регулятора рН, предпочтительно в форме основания, такого как органическое основание, такое как амин или его соли, неорганическое основание, такое как аммиак или его соли. 15. A binder composition for mineral fibers according to any one of the preceding claims, characterized in that the binder composition further comprises an additive selected from the group of an oxidizing agent such as tyrosinase, a pH adjuster, preferably in the form of a base such as an organic base such as an amine. or its salts, an inorganic base such as ammonia or its salts. 16. Композиция связующего вещества для минеральных волокон по любому из вышеуказанных пунктов, отличающаяся тем, что композиция связующего вещества имеет pH более 7, например более 8, например более 9, например в диапазоне от выше 7 до ниже 11.16. A mineral fiber binder composition according to any one of the above, characterized in that the binder composition has a pH greater than 7, such as greater than 8, such as greater than 9, such as in the range of above 7 to below 11. 17. Изделие из минеральной ваты, содержащее минеральные волокна, связанные вместе с помощью связующего вещества, и полученное в результате отверждения композиции связующего вещества по любому из пп. 1-16.17. A mineral wool product containing mineral fibers bonded together with a binder, and obtained by curing the binder composition according to any one of paragraphs. 1-16. 18. Способ изготовления изделия из минеральной ваты, который включает стадии контакта минеральных волокон с композицией связующего вещества по любому из пп.1-16 и отверждения связующего вещества.18. A method of manufacturing a mineral wool product, which includes the steps of contacting mineral fibers with a binder composition according to any one of claims 1 to 16 and curing the binder. 19. Применение композиции связующего вещества по любому из пп.1-16 для изготовления изделия из минеральной ваты.19. Use of a binder composition according to any one of claims 1 to 16 for the manufacture of a mineral wool product. 20. Применение одного или более соединений, содержащих катионы одновалентных металлов М+, и одного или более соединений, содержащих катионы двухвалентных металлов М2+, в композиции связующего вещества для минеральных волокон, не содержащей формальдегид и содержащей по меньшей мере одно фенолсодержащее соединение и по меньшей мере один белок, для улучшения водопоглощения, и/или механических свойств, и/или свойства старения изделия из минеральной ваты, содержащего минеральные волокна, связанные вместе с помощью связующего вещества, и полученного в результате отверждения этой композиции связующего вещества. 20. Use of one or more compounds containing M + monovalent metal cations and one or more compounds containing M 2+ divalent metal cations in a formaldehyde-free mineral fiber binder composition containing at least one phenol-containing compound and at least one protein to improve water absorption and/or mechanical properties and/or aging properties of a mineral wool product containing mineral fibers bonded together with a binder and cured by this binder composition.
RU2022106593A 2019-08-16 2020-08-14 Binder for mineral wool RU2794599C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19192150.1 2019-08-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2794599C1 true RU2794599C1 (en) 2023-04-24

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2045491C1 (en) * 1992-07-24 1995-10-10 Акционерное общество открытого типа "АКСИ" Binder for mineral wool products
CN107304329A (en) * 2016-08-19 2017-10-31 如皋长江科技产业有限公司 A kind of NEW PAINT SYSTEMS FOR BUILDINGS
WO2017194724A2 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Rockwool International A/S Binder composition
WO2018206133A1 (en) * 2017-05-11 2018-11-15 Rockwool International A/S Binder composition for mineral fibers comprising at least one hydrocolloid and a fatty acid ester of glycerol

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2045491C1 (en) * 1992-07-24 1995-10-10 Акционерное общество открытого типа "АКСИ" Binder for mineral wool products
WO2017194724A2 (en) * 2016-05-13 2017-11-16 Rockwool International A/S Binder composition
EP3455184A1 (en) * 2016-05-13 2019-03-20 Rockwool International A/S Mineral wool binder
EP3455179A1 (en) * 2016-05-13 2019-03-20 Rockwool International A/S Compacted body
CN107304329A (en) * 2016-08-19 2017-10-31 如皋长江科技产业有限公司 A kind of NEW PAINT SYSTEMS FOR BUILDINGS
WO2018206133A1 (en) * 2017-05-11 2018-11-15 Rockwool International A/S Binder composition for mineral fibers comprising at least one hydrocolloid and a fatty acid ester of glycerol

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Elaine Kaspchaka, Ana Caroline Goedertb, Luciana Igarashi-Mafraa, Marcos R.Mafra, "Effect of divalent cations on bovine serum albumin (BSA) and tannic acid interaction and its influence on turbidity and in vitro protein digestibility", International Journal of Biological Macromolecules, Vol. 136, 01.09.2019 (доступно с 15.06.2019), p. 486-492;. Michael M. Martin, David C. Rockholm, Joan S. Martin "Effects of surfactants, pH, and certain cations on precipitation of proteins by tannins", Journal of Chemical Ecology, Vol. 11, No. 4, 1985, p. 485-493. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110809618B (en) Mineral wool binder
EP3622030B1 (en) Mineral wool binder
WO2022175310A1 (en) Method for producing a mineral wool product
US20240150228A1 (en) Method for producing a mineral fibre product
RU2794599C1 (en) Binder for mineral wool
US12398070B2 (en) Mineral wool binder
EP4294769A1 (en) Mineral wool binder
RU2772558C2 (en) Binder for mineral wool
EA048034B1 (en) METHOD OF MANUFACTURING A PRODUCT FROM MINERAL WOOL
CN120476187A (en) Mineral wool binders based on phenolic resins and proteins
RU2778640C2 (en) Products of mineral wool
WO2025021290A1 (en) Mineral wool products, a method and an apparatus for producing a mineral wool products
RU2778640C9 (en) Products of mineral wool
EA049954B1 (en) METHOD OF MANUFACTURING A PRODUCT FROM MINERAL FIBER