

Настоящее изобретение относится к композитным продуктам и способу их получения. Настоящее изобретение обеспечивает связующие композиции со свойствами, включая отличные скорости отверждения, прочность связи, прочность на разделение, прочность на разрыв и низкие свойства набухания, простоту обращения и хорошую стабильность при хранении.The present invention relates to composite products and a process for their preparation. The present invention provides binder compositions with properties including excellent cure rates, bond strength, separation strength, tear strength and low swelling properties, ease of handling and good storage stability.
Согласно первому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения композитного продукта, включающий:According to a first aspect, the present invention provides a method for producing a composite product, comprising:
- нанесение связующей композиции, в частности в форме водного раствора, на несвязанный или слабо связанный материал с получением просмоленного материала, где связующая композиция состоит из связующей композиции, полученной путем объединения реагентов, содержащих по меньшей мере 50мас. % по сухой массе реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и по меньшей мере 5мас. % по сухой массе азотсодержащего реагента (реагентов); и- applying a binder composition, in particular in the form of an aqueous solution, on an unbound or weakly bound material to obtain a tarred material, where the binder composition consists of a binder composition obtained by combining reagents containing at least 50 wt. % by dry weight of the reducing sugar reagent(s) and at least 5 wt. % by dry weight of the nitrogen-containing reagent (reagents); and
- расположение просмоленного материала с обеспечением свободно расположенного просмоленного материала; и- the location of the tarred material with the provision of freely located tarred material; and
- воздействие на свободно расположенный просмоленный материал теплом и/или давлением с отверждением связующей композиции и с образованием композитного продукта;- exposure to freely located tarred material with heat and/or pressure with curing of the binder composition and with the formation of a composite product;
- где азотсодержащий реагент (реагенты) содержат TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины), в частности где азотсодержащий реагент (реагенты) содержат по меньшей мере 5мас. % по сухой массе TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов).- where the nitrogen-containing reagent (reagents) contain TPTA triprimary triamine (triprimary triamines), in particular where the nitrogen-containing reagent (reagents) contain at least 5 wt. % by dry weight TPTA triprimary triamine (triprimary triamines).
Как применяется в настоящем документе, термин “TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины)” означает трипервичный триамин (трипервичные триамины), выбранные из:As used herein, the term “TPTA triprimary triamine (triprimary triamines)” means a triprimary triamine (triprimary triamines) selected from:
- трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, которые состоят из углеродных цепей;a triprimary triamine(s) having spacer groups between each of the three primary amines, which are composed of carbon chains;
- трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, где каждая спейсерная группа имеет спейсерную длину, которая составляет менее или равно 12 поливалентных атомов; иa triprimary triamine(s) having spacer groups between each of the three primary amines, where each spacer group has a spacer length that is less than or equal to 12 polyvalent atoms; and
- трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего общее число поливалентных атомов, которое менее или равно 23.- a triprimary triamine(s) having a total number of polyvalent atoms less than or equal to 23.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины) содержит, и более предпочтительно состоит из трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, которые состоят из углеродных цепей. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины) содержит, и более предпочтительно состоит из трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, где каждая спейсерная группа имеет спейсерную длину, которая составляет менее или равно 12 поливалентных атомов. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины) содержит и более предпочтительно состоит из трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего общее число поливалентных атомов, которое менее или равно 23.In one preferred embodiment of the TPTA, the triprimary triamine(s) comprises, and more preferably consists of, a triprimary triamine(s) having spacer groups between each of the three primary amines, which are composed of carbon chains. According to another preferred embodiment of the TPTA, the triprimary triamine(s) comprises, and more preferably consists of, a triprimary triamine(s) having spacer groups between each of the three primary amines, where each spacer group has a spacer length that is less than or equal to 12 polyvalent atoms. According to another preferred embodiment of TPTA, the triprimary triamine(s) comprises and more preferably consists of a triprimary triamine(s) having a total number of polyvalent atoms that is less than or equal to 23.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение обеспечивает композитный продукт, полученный способом, включающим:According to another aspect, the present invention provides a composite product obtained by a method comprising:
- нанесение связующей композиции, в частности в форме водного раствора, на несвязанный или слабо связанный материал с получением просмоленного материала, где связующая композиция состоит из связующей композиции, полученной путем объединения реагентов, содержащих по меньшей мере 50мас. % по сухой массе реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и по меньшей мере 5мас. % по сухой массе азотсодержащего реагента (реагентов); и- applying a binder composition, in particular in the form of an aqueous solution, on an unbound or weakly bound material to obtain a tarred material, where the binder composition consists of a binder composition obtained by combining reagents containing at least 50 wt. % by dry weight of the reducing sugar reagent(s) and at least 5 wt. % by dry weight of the nitrogen-containing reagent (reagents); and
- расположение просмоленного материала с обеспечением свободно расположенного просмоленного материала; и- the location of the tarred material with the provision of freely located tarred material; and
- воздействие на свободно расположенный просмоленный материал теплом и/или давлением с отверждением связующей композиции и с образованием композитного продукта;- exposure to freely located tarred material with heat and/or pressure with curing of the binder composition and with the formation of a composite product;
- где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины), в частности где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит по меньшей мере 5мас. % по сухой массе TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов).- where the nitrogen-containing reagent (reagents) contains TPTA triprimary triamine (triprimary triamines), in particular where the nitrogen-containing reagent (reagents) contains at least 5 wt. % by dry weight TPTA triprimary triamine (triprimary triamines).
Согласно другому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения композитного продукта, включающий:According to another aspect, the present invention provides a method for producing a composite product, including:
-нанесение связующей композиции, в частности в форме водного раствора, на несвязанный или слабо связанный материал с обеспечением просмоленного материала, где связующая композиция состоит из связующей композиции, полученной объединением реагентов, состоящих из от 60% до 95мас. % по сухой массе реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и от 5% до 40мас. % по сухой массе азотсодержащего реагента (реагентов); и- application of a binder composition, in particular in the form of an aqueous solution, on an unbound or weakly bound material to provide a tarred material, where the binder composition consists of a binder composition obtained by combining reagents consisting of from 60% to 95 wt. % by dry weight of the reducing sugar reagent(s) and from 5% to 40 wt. % by dry weight of the nitrogen-containing reagent (reagents); and
- расположение просмоленного материала с обеспечением свободно расположенного просмоленного материала; и- the location of the tarred material with the provision of freely located tarred material; and
- воздействие на свободно расположенный просмоленный материал теплом и/или давлением с отверждением связующей композиции и с образованием композитного продукта;- exposure to freely located tarred material with heat and/or pressure with curing of the binder composition and with the formation of a composite product;
- где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит по меньшей мере 95 мас.% трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, которые состоят из углеродных цепей.- wherein the nitrogen-containing reagent(s) contains at least 95% by weight of a triprimary triamine(s) having spacer groups between each of the three primary amines which are composed of carbon chains.
Несвязанный или свободно собранный материал может включать тканый или нетканый волокнистый материал. Несвязанный или слабо связанный материал может быть выбран из волокон, в частности, выбранных из неорганических волокон, искусственных органических волокон, минеральных волокон, каменных волокон, стекловолокна, арамидных волокон, керамических волокон, металлических волокон, углеродных волокон, полиимидных волокон, cложнополиэфирных волокон, вискозных волокон, целлюлозных волокон и их комбинации. Несвязанный или слабо связанный материал может быть выбран из твердых частиц, в особенности выбранных из неорганических частиц, песка и угля, натуральных волокон, джута, льна, конопли, соломы и их комбинаций.The loose or loosely gathered material may include woven or nonwoven fibrous material. The unbound or loosely bound material may be selected from fibers, in particular selected from inorganic fibers, artificial organic fibers, mineral fibers, stone fibers, glass fibers, aramid fibers, ceramic fibers, metal fibers, carbon fibers, polyimide fibers, polyester fibers, viscose fibers, cellulose fibers and combinations thereof. The unbound or loosely bound material may be selected from solid particles, especially selected from inorganic particles, sand and coal, natural fibers, jute, flax, hemp, straw, and combinations thereof.
Композитный продукт может быть изоляционным материалом из минерального волокна, например стекловолокном, матом из стекловолокна, каменной ватой или матом из каменного волокна. Композитные продукты могут представлять собой вуаль из минерального волокна, например, вуаль из стекловолокна, которая затем может найти применение, например, в разделителях аккумуляторных батарей, в качестве основы для кровельных изделий, таких как кровельные мембраны или черепица, или других мембран. Композитный продукт может представлять собой препреги, ламинаты высокого давления, огнеупорные кирпичи, формовочный песок, тормозные колодки, гофрокартон.The composite product may be a mineral fiber insulation material such as fiberglass, glass fiber mat, stone wool or stone fiber mat. The composite products can be a mineral fiber veil, such as a glass fiber veil, which can then be used, for example, in battery separators, as a base for roofing products such as roofing membranes or tiles, or other membranes. The composite product can be prepregs, high pressure laminates, refractory bricks, foundry sand, brake pads, corrugated board.
Композитный продукт может представлять собой ламинат высокого давления. Согласно этому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения ламината высокого давления, включающий:The composite product may be a high pressure laminate. According to this aspect, the present invention provides a process for producing a high pressure laminate comprising:
- обеспечение пропитанного связующим сердцевинного слоя путем пропитки листов из целлюлозных волокнистых, в частности листов крафт-бумаги, связующей композицией;providing a binder-impregnated core layer by impregnating cellulose fiber sheets, in particular kraft paper sheets, with the binder composition;
- обеспечение сборки полуфабриката путем сборки пропитанного связующим сердцевинного слоя с поверхностным слоем; и- ensuring the assembly of the semi-finished product by assembling the core layer impregnated with a binder with the surface layer; and
- приложение тепла и/или давления к полуфабрикату для отверждения связующей композиции в пропитанном связующим сердцевинном слое и скрепления сердцевинного слоя и поверхностного слоя вместе с образованием ламината высокого давления;applying heat and/or pressure to the semi-finished product to cure the binder composition in the impregnated binder core layer and bond the core layer and the surface layer together to form a high pressure laminate;
где связующая композиция состоит из связующей композиции, полученной путем объединения реагентов, содержащих по меньшей мере 50мас. % по сухой массе реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и по меньшей мере 5мас. % по сухой массе азотсодержащего реагента (реагентов); иwhere the binder composition consists of a binder composition obtained by combining reagents containing at least 50 wt. % by dry weight of the reducing sugar reagent(s) and at least 5 wt. % by dry weight of the nitrogen-containing reagent (reagents); and
где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины), в частности где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит по меньшей мере 5мас. % по сухой массе TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов).where the nitrogen-containing reagent (reagents) contains TPTA triprimary triamine (triprimary triamines), in particular where the nitrogen-containing reagent (reagents) contains at least 5 wt. % by dry weight TPTA triprimary triamine (triprimary triamines).
Композитный продукт может представлять собой гофрокартон. Согласно этому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения гофрокартона, включающий:The composite product may be corrugated board. According to this aspect, the present invention provides a method for producing corrugated board, including:
- нанесение связующей композиции между рифленым гофрированным листом и одним или двумя плоскими облицовочными плитами; и- applying a binder composition between the corrugated corrugated sheet and one or two flat facing boards; and
- приложение тепла и/или давления к полуфабрикату для отверждения связующей композиции с образованием гофрокартона;- applying heat and/or pressure to the semi-finished product for curing the binder composition with the formation of corrugated cardboard;
где связующая композиция состоит из связующей композиции, полученной путем объединения реагентов, содержащих по меньшей мере 50мас. % по сухой массе реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и по меньшей мере 5мас. % по сухой массе азотсодержащего реагента (реагентов); иwhere the binder composition consists of a binder composition obtained by combining reagents containing at least 50 wt. % by dry weight of the reducing sugar reagent(s) and at least 5 wt. % by dry weight of the nitrogen-containing reagent (reagents); and
где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины), в частности где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит по меньшей мере 5мас. % по сухой массе TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов).where the nitrogen-containing reagent (reagents) contains TPTA triprimary triamine (triprimary triamines), in particular where the nitrogen-containing reagent (reagents) contains at least 5 wt. % by dry weight TPTA triprimary triamine (triprimary triamines).
Согласно другому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения композитного продукта из минерального волокна, выбранного из нетканой вуали, изоляции из стекловаты и изоляции из каменной ваты, включающий:According to another aspect, the present invention provides a method for producing a mineral fiber composite product selected from nonwoven veil, glass wool insulation, and rock wool insulation, comprising:
- нанесение связующей композиции в форме водного раствора на несвязанные или слабо связанные минеральные волокна с обеспечением просмоленных минеральных волокон, где связующая композиция состоит из связующей композиции, полученной объединением реагентов, состоящих из от 60% до 95мас. % по сухой массе реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и от 5% до 40мас. % по сухой массе азотсодержащего реагента (реагентов); и- applying a binder composition in the form of an aqueous solution to unbound or loosely bound mineral fibers to provide tarred mineral fibers, where the binder composition consists of a binder composition obtained by combining reagents consisting of from 60% to 95 wt. % by dry weight of the reducing sugar reagent(s) and from 5% to 40 wt. % by dry weight of the nitrogen-containing reagent (reagents); and
- расположение просмоленных минеральных волокон с обеспечением свободно расположенных просмоленных минеральных волокон; и- the location of the tarred mineral fibers with the provision of freely located tarred mineral fibers; and
- воздействие на свободно расположенные просмоленные минеральные волокна теплом с отверждением связующей композиции и с образованием композитного продукта из минеральных волокон;- exposure to freely located tarred mineral fibers with heat to cure the binder composition and form a composite product of mineral fibers;
- где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит по меньшей мере 95 мас.% трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, которые состоят из углеродных цепей.- wherein the nitrogen-containing reagent(s) contains at least 95% by weight of a triprimary triamine(s) having spacer groups between each of the three primary amines which are composed of carbon chains.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения композитного продукта, как определено в пункте 1. Зависимые пункты формулы изобретения раскрывают предпочтительные или альтернативные варианты осуществления.According to another aspect, the present invention provides a method for producing a composite product as defined in
Любой признак, описанный в настоящем документе в отношении конкретного аспекта настоящего изобретения, может использоваться в отношении любого другого аспекта настоящего изобретения.Any feature described herein in relation to a particular aspect of the present invention may be used in relation to any other aspect of the present invention.
Термин «связующая композиция» как применяется в настоящем документе означает все ингредиенты, наносимые на несвязанный или слабо связанный материал и/или присутствующие на несвязанном или слабо связанном материале, в частности до отверждения (отличные от самого несвязанного или слабо связанного материала и любой влаги в несвязанном или слабо связанном материале), включая реагенты, растворители (включая воду) и добавки. Термин «сухая масса связующей композиции» как применяется в настоящем документе означает массу всех компонентов связующей композиции, отличных от любой воды, которая присутствует (будь то в форме жидкой воды или в форме кристаллизационной воды). Реагенты могут составлять ≥ 80%, ≥ 90% или ≥ 95% и/или ≤ 99% или ≤ 98 мас. % по сухой массе связующей композицииThe term "binder composition" as used herein means all ingredients applied to the unbound or loosely bound material and/or present on the unbound or loosely bound material, in particular prior to curing (other than the unbound or loosely bound material itself and any moisture in the unbound or loosely bonded material), including reagents, solvents (including water) and additives. The term "dry weight of the binder composition" as used herein means the weight of all components of the binder composition, other than any water that is present (whether in the form of liquid water or in the form of water of crystallization). The reagents can be ≥ 80%, ≥ 90% or ≥ 95% and/or ≤ 99% or ≤ 98 wt. % by dry weight of binder composition
Связующая композиция, наносимая на несвязанный или слабо связанный материал, содержит реагенты, которые при отверждении сшиваются с образованием отвержденного связующего, которое удерживает несвязанный или слабо связанный материал вместе с образованием композитного продукта. Связующая композиция содержит реагенты, которые предпочтительно будут образовывать термореактивную смолу при отверждении.A binder composition applied to an unbound or loosely bound material contains reagents that, when cured, crosslink to form a cured binder that holds the unbound or loosely bound material together to form a composite product. The binder composition contains reagents which will preferably form a thermosetting resin upon curing.
Связующая композиция предпочтительно не содержит или содержит не более 2 мас.%, не более 5 мас.% или не более 10 мас.% формальдегида мочевины (UF), меламиноформальдегидной мочевины (MUF) и/или фенолформальдегида.The binder composition preferably does not contain or contains no more than 2 wt.%, no more than 5 wt.% or no more than 10 wt.% urea formaldehyde (UF), melamine formaldehyde urea (MUF) and/or phenol formaldehyde.
Связующая композиция предпочтительно представляет собой «связующее без добавления формальдегида», то есть ни один из ингредиентов, используемых для образования связующей композиции, не содержит формальдегид. Оно может быть «по существу свободным от формальдегида», то есть выделять менее 5 частей на миллион формальдегида в результате сушки и/или отверждения (или соответствующих тестов, имитирующих сушку и/или отверждение); более предпочтительно оно не содержит формальдегид, то есть выделяет менее 1 частей на миллион формальдегида в таких условиях.The binder composition is preferably a "formaldehyde-free binder", that is, none of the ingredients used to form the binder composition contains formaldehyde. It may be "substantially free of formaldehyde", i.e. emit less than 5 ppm of formaldehyde upon drying and/or curing (or appropriate tests simulating drying and/or curing); more preferably it does not contain formaldehyde, that is, it emits less than 1 ppm of formaldehyde under such conditions.
Термин «свободно расположенный просмоленный материал», как применяется в настоящем документе, означает, что просмоленный материал собран вместе с достаточной целостностью для обработки просмоленного материала на производственной линии, но без того, чтобы просмоленный материал был перманентно соединен вместе таким образом, который достигается путем полного перекрестного связывания связующей композиции. Перед отверждением связующая композиция предпочтительно обеспечивает липкость или клейкость, которые удерживают вместе свободно расположенный просмоленный материал.The term "free-standing tarred material" as used herein means that the tarred material is assembled together with sufficient integrity to process the tarred material on a production line, but without the tarred material being permanently bonded together in a manner that is achieved by complete cross-linking the binder composition. Prior to curing, the binder composition preferably provides a tack or tack that holds the loose resin material together.
Предпочтительно, связующая композиция представляет собой связующую композицию на основе восстанавливающего сахара, то есть по меньшей мере 50 мас.% реагентов содержат восстанавливающий сахар (восстанавливающие сахара) и/или продукты реакции восстанавливающего сахара (восстанавливающих сахаров). Связующая композиция может быть получена путем объединения реагентов, содержащих, состоящих по существу из или состоящих из реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и азотсодержащего реагента (реагентов). В форме, в которой она наносится на несвязанный или свободно связанный материал, связующая композиция может содержать (а) реагент (реагенты) восстанавливающего сахара и азотсодержащий реагент (реагенты) и/или (b) отверждаемый продукт (продукты) реакции реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и азотсодержащего реагента (реагентов).Preferably, the binder composition is a reducing sugar binder composition, i.e. at least 50% by weight of the reactants contain reducing sugar(s) and/or reducing sugar(s) reaction products. The binder composition can be prepared by combining reagents containing, consisting essentially of, or consisting of a reducing sugar reagent(s) and a nitrogen-containing reagent(s). In the form in which it is applied to the unbound or loosely bound material, the binder composition may comprise (a) a reducing sugar reactant(s) and a nitrogen containing reactant(s), and/or (b) a curable reaction product(s) of the reducing sugar reactant(s). sugar and nitrogen-containing reagent(s).
Как используется в настоящем документе, термин «состоять или состоящий по существу из» предназначен для ограничения объема утверждения или формулы изобретения указанными материалами или стадиями, а также теми, которые существенно не влияют на основную и новую (характеристику) характеристики настоящего изобретения.As used herein, the term "consist or consisting essentially of" is intended to limit the scope of a statement or claim to the materials or steps specified, and to those that do not materially affect the essential and novel features of the present invention.
Реагент (реагенты) восстанавливающего сахара может содержать моносахарид, моносахарид в его альдозной или кетозной форме, дисахарид, полисахарид, триозу, тетрозу, пентозу, ксилозу, гексозу, декстрозу, фруктозу, гептозу или их смеси. Реагент (реагенты) восстанавливающего сахара может быть получен in situ из углеводного реагента (реагентов), в частности из углеводного реагента (реагентов), имеющих эквивалент декстрозы по меньшей мере около 50, по меньшей мере около 60, по меньшей мере около 70, по меньшей мере около 80 или по меньшей мере около 90, особенно из углеводного реагента (реагентов), выбранных из группы, состоящей из мелассы, крахмала, гидролизата крахмала, гидролизатов целлюлозы и их смесей. Реагент (реагенты) восстанавливающего сахара могут содержать или состоять из комбинации декстрозы и фруктозы, например, где комбинация декстрозы и фруктозы составляет по меньшей мере 80 мас.% реагента (реагентов) восстанавливающего сахара, и/или где декстроза составляет по меньшей мере 40% мас.% реагента (реагентов) восстанавливающего сахара, и/или где фруктоза составляет по меньшей мере 40% мас.% реагента (реагентов) восстанавливающего сахара; реагент (реагентов) восстанавливающего сахара может содержать или состоять из кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы (HFCS). Реагента (реагенты) восстанавливающего сахара может содержать или состоять из реагента (реагенты) восстанавливающего сахара, получаемых in situ из сахарозы. Реагента (реагенты) восстанавливающего сахара могут содержать реагент (реагенты) восстанавливающего сахара, выбранный из группы, состоящей из ксилозы, арабинозы, декстрозы, маннозы, фруктозы и их комбинаций, например, составляющих по меньшей мере 80 мас.% реагента (реагентов) восстанавливающего сахараThe reducing sugar reagent(s) may contain a monosaccharide, a monosaccharide in its aldose or ketose form, a disaccharide, polysaccharide, triose, tetrose, pentose, xylose, hexose, dextrose, fructose, heptose, or mixtures thereof. The reducing sugar reagent(s) can be prepared in situ from carbohydrate reagent(s), in particular carbohydrate reagent(s), having a dextrose equivalent of at least about 50, at least about 60, at least about 70, at least at least about 80, or at least about 90, especially from carbohydrate reactant(s) selected from the group consisting of molasses, starch, starch hydrolysate, cellulose hydrolysates, and mixtures thereof. The reducing sugar reagent(s) may contain or consist of a combination of dextrose and fructose, for example, where the combination of dextrose and fructose makes up at least 80% by weight of the reducing sugar reagent(s), and/or where dextrose makes up at least 40% by weight. .% reagent (reagents) reducing sugar, and/or where fructose is at least 40% wt.% reagent (reagents) reducing sugar; the reducing sugar reagent(s) may contain or consist of high fructose corn syrup (HFCS). The reducing sugar reagent(s) may comprise or consist of a reducing sugar reagent(s) produced in situ from sucrose. The reducing sugar reagent(s) may comprise a reducing sugar reagent(s) selected from the group consisting of xylose, arabinose, dextrose, mannose, fructose, and combinations thereof, for example, constituting at least 80% by weight of the reducing sugar reagent(s).
Как применяется в настоящем документе, термин «азотсодержащий реагент (реагенты)" означает одно или несколько химических соединений, которые содержат по меньшей мере один атом азота и которые способны реагировать с реагентом (реагентами) восстанавливающего сахара; предпочтительно азотсодержащий реагент (реагенты) состоит из реагента (реагентов) Майяра, то есть реагента (реагентов), который способен реагировать с реагентом (реагентами) восстанавливающего сахара как часть реакции Майяра.As used herein, the term "nitrogen-containing reagent(s)" means one or more chemical compounds that contain at least one nitrogen atom and that are capable of reacting with a reducing sugar reagent(s); preferably, the nitrogen-containing reagent(s) consists of the reagent (reagents) Maillard, that is, a reagent (reagents) that is capable of reacting with a reducing sugar reagent (reagents) as part of the Maillard reaction.
Азотсодержащий реагент (реагенты) содержит и может состоять по существу из или состоять из трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, которые состоят из углеродных цепей. Трипервичный триамин (трипервичные триамины) может быть выбран из группы, состоящей из триаминодеканов, триаминононанов, особенно 4-(аминометил)-1,8-октандиамина, триаминооктанов, триаминогептанов, особенно 1,4,7-триаминогептана, триаминогексанов, особенно 1,3,6-триаминогексана, триаминопентанов, включая их изомеры и комбинации.The nitrogen-containing reagent(s) comprises and may consist essentially of or consist of a triprimary triamine(s) having spacer groups between each of the three primary amines that are composed of carbon chains. The triprimary triamine(s) may be selected from the group consisting of triaminodecanes, triaminononanes, especially 4-(aminomethyl)-1,8-octanediamine, triaminooctanes, triaminoheptanes, especially 1,4,7-triaminoheptane, triaminohexanes, especially 1,3 ,6-triaminohexane, triaminopentanes, including their isomers and combinations.
Как применяется в настоящем документе термин "трипервичный триамин (трипервичные триамины)” означает органическое соединение, имеющее три и только три амина, причем каждый из трех аминов является первичным амином (-NH2). Один, два или каждый из первичных аминов трипервичного триамина (трипервичных триаминов) может присутствовать в форме соли, например, в виде аммониевой группы (-NH3+).As used herein, the term “triprimary triamine(s)” means an organic compound having three and only three amines, where each of the three amines is a primary amine (-NH2 ). One, two, or each of the primary amines of a triprimary triamine ( triprimary triamines) may be present in the form of a salt, for example, in the form of an ammonium group (-NH3+ ).
Как применяется в настоящем документе, термин “спейсерная группа” в выражении «спейсерная группа (группы), разделяющая каждый из трех первичных аминов» означает цепь, разделяющую два первичных амина. Как используется в настоящем документе, термин «спейсерная группа (группы), разделяющая каждый из первичных аминов в молекуле, состоит из углеродных цепей», означает, что спейсерная группа (группы) состоит только из атомов углерода, связанных с атомами водорода или связанных с другими атомами углерода. Трипервичный триамин (трипервичные триамины), имеющий спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, которые состоят из углеродных цепей, таким образом, состоит из трех первичных аминов и атомов углерода и водорода. Например, когда спейсерная группа (группы), разделяющая каждый первичный амин в молекуле, состоит из углеродных цепей, в спейсерных группах отсутствуют гетероатомы.As used herein, the term “spacer group” in the expression “spacer group(s) sharing each of the three primary amines” means a chain separating two primary amines. As used herein, the term "spacer group(s) separating each of the primary amines in the molecule consists of carbon chains" means that the spacer group(s) consists only of carbon atoms bonded to hydrogen atoms or bonded to other carbon atoms. A triprimary triamine(s) having spacer groups between each of the three primary amines, which are composed of carbon chains, is thus composed of three primary amines and carbon and hydrogen atoms. For example, when the spacer group(s) separating each primary amine in the molecule is composed of carbon chains, there are no heteroatoms in the spacer groups.
Спейсерная группа (группы) может быть выбрана из группы, состоящей из алкандиилов, гетероалкандиилов, алкендиилов, гетероалкендиилов, алкиндиилов, гетероалкиндиилов, линейных алкандиилов, линейных гетероалкандиилов, линейных алкендиилов, линейных гетероалкендиилов, линейных алкиндиилов, линейных гетероалкиндиилов, циклоалкандиилов, циклогетероалкандиилов, циклоалкендиилов, циклогетероалкендиилов, циклоалкиндиилов и циклогетероалкиндиилов, каждый из которых может быть разветвленным или неразветвленным. Спейсерная группа (группы) может быть выбрана из группы, состоящей из алкандиилов, алкендиилов, алкиндиилов, линейных алкандиилов, линейных алкендиилов, линейных алкиндиилов, циклоалкандиилов, циклоалкендиилов и циклоалкиндиилов, каждый из которых может быть разветвленным или неразветвленным. Спейсерная группа может содержать или не содержать атомов галогена. Спейсерные группы могут содержать ароматические группы или не содержать их. Как используется в настоящем документе, термин «алкандиил» означает насыщенную цепь атомов углерода, т.е. без двойных или тройных связей углерод-углерод; термин «алкендиил» означает цепь атомов углерода, которая содержит по меньшей мере одну двойную связь углерод-углерод; термин «алкиндиил» означает цепь атомов углерода, которая содержит по меньшей мере одну тройную связь углерод-углерод; термин «цикло» по отношению к циклоалкандиилу, циклоалкендиилу и циклоалкиндиилу указывает на то, что по меньшей мере часть цепи является циклической и также включает полициклические структуры; и термин «линейный» по отношению к алкандиилам, алкендиилам и алкиндиилам указывает на отсутствие циклической части в цепи. Как применяется в настоящем документе, термин «гетеро» в отношении гетероалкандиилов, гетероалкендиилов, гетероалкиндиилов, линейных гетероалкандиилов, линейных гетероалкендиилов, линейных гетероалкиндиилов, циклогетероалкандиилов, циклогетероалкендиилов, циклогетероалкиндиилов означает, что цепь содержит по меньшей мере один поливалентный гетероатом. Как применяется в настоящем документе, термин гетероатом означает любой атом, который не представляет собой углерод или водород. Как применяется в настоящем документе, термин Поливалентный атом означает атом, который может быть ковалентно связан с по меньшей мере 2 другими атомами. Поливалентный гетероатом может быть кислородом; это может быть кремний; это может быть сера или фосфор. Одна, две или предпочтительно каждая из спейсерных групп может иметь общее количество поливалентных атомов или общее количество атомов углерода, которое составляет ≥3, ≥4 или ≥5 и/или ≤12, ≤10 или ≤9. Одна, две или предпочтительно каждая из спейсерных групп может иметь спейсерную длину ≥3, ≥4 или ≥5 и/или ≤12, ≤10 или ≤9. Как используется в настоящем документе, термин «спейсерная длина» по отношению к спейсерной группе, разделяющей два первичных амина, означает количество поливалентных атомов, которые образуют самую короткую цепь из ковалентно связанных атомов между двумя первичными аминами. Каждая из спейсерных групп между тремя первичными аминами TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов) может состоять из алкандиила; и/или быть линейной; и/или быть неразветвленной; и/или имеют число атомов углерода ≥3 или ≥4 и/или ≤9 или ≤8; и или иметь спейсерную длину ≥3 или ≥4 и/или ≤9 или ≤8. Общее количество поливалентных атомов TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов) может быть ≥9, ≥11 или ≥12 и/или ≤23, ≤21, ≤19 или ≤17.Спейсерная группа (группы) может быть выбрана из группы, состоящей из алкандиилов, гетероалкандиилов, алкендиилов, гетероалкендиилов, алкиндиилов, гетероалкиндиилов, линейных алкандиилов, линейных гетероалкандиилов, линейных алкендиилов, линейных гетероалкендиилов, линейных алкиндиилов, линейных гетероалкиндиилов, циклоалкандиилов, циклогетероалкандиилов, циклоалкендиилов, циклогетероалкендиилов , cycloalkyndiyl, and cycloheteroalkyndiyl, each of which may be branched or unbranched. The spacer group(s) may be selected from the group consisting of alkanediyls, alkenediyls, alkyndiyls, linear alkanediyls, linear alkenediyls, linear alkyndiyls, cycloalkanediyls, cycloalkenediyls, and cycloalkyndiyls, each of which may be branched or unbranched. The spacer group may or may not contain halogen atoms. The spacer groups may or may not contain aromatic groups. As used herein, the term "alkanediyl" means a saturated chain of carbon atoms, i.e. no double or triple carbon-carbon bonds; the term "alkenediyl" means a chain of carbon atoms that contains at least one carbon-carbon double bond; the term "alkyndiyl" means a chain of carbon atoms that contains at least one carbon-carbon triple bond; the term "cyclo" in relation to cycloalkanediyl, cycloalkenediyl and cycloalkynediyl indicates that at least part of the chain is cyclic and also includes polycyclic structures; and the term "linear" with respect to alkanediyl, alkenediyl, and alkyndiyl indicates the absence of a cyclic moiety in the chain. As used herein, the term "hetero" in relation to heteroalkanediyl, heteroalkenediyl, heteroalkynediyl, linear heteroalkanediyl, linear heteroalkenediyl, linear heteroalkynediyl, cycloheteroalkanediyl, cycloheteroalkenediyl, cycloheteroalkynediyl means that the chain contains at least one polyvalent heteroatom. As used herein, the term heteroatom means any atom that is not carbon or hydrogen. As used herein, the term Polyvalent atom means an atom that can be covalently bonded to at least 2 other atoms. The polyvalent heteroatom may be oxygen; it could be silicon; it can be sulfur or phosphorus. One, two or preferably each of the spacer groups may have a total number of polyvalent atoms or a total number of carbon atoms that is ≥3, ≥4 or ≥5 and/or ≤12, ≤10 or ≤9. One, two or preferably each of the spacer groups may have a spacer length ≥3, ≥4 or ≥5 and/or ≤12, ≤10 or ≤9. As used herein, the term "spacer length" in relation to a spacer group separating two primary amines means the number of polyvalent atoms that form the shortest chain of covalently bonded atoms between two primary amines. Each of the spacer groups between the three primary amines TPTA of the triprimary triamine(s) may consist of an alkanediyl; and/or be linear; and/or be unbranched; and/or have a carbon number of ≥3 or ≥4 and/or ≤9 or ≤8; and or have a spacer length ≥3 or ≥4 and/or ≤9 or ≤8. The total number of polyvalent TPTA atoms of the triprimary triamine(s) may be ≥9, ≥11 or ≥12 and/or ≤23, ≤21, ≤19 or ≤17.
Азотсодержащий реагент (реагенты) может содержать реагент (реагенты), выбранный из группы, состоящей из неорганических аминов, органических аминов, органических аминов, содержащих по меньшей мере один первичный амин, солей органических аминов, содержащих по меньшей мере один первичный амин, полиаминов, полипервичных полиаминов и их комбинаций, любой из которых может быть замещенным или незамещенным. Азотсодержащий реагент (реагенты) может содержать NH3, NH3 может применяться как таковой (например, в форме водного раствора), или в виде неорганической или органической аммониевой соли, например, сульфата аммония, фосфата аммония, например, фосфата диаммония или цитрата аммония, например, цитрата триаммония, или в виде источника NH3, например, мочевины. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления азотсодержащий реагент (реагенты) содержит сульфат аммония. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления азотсодержащий реагент (реагенты) содержит цитрат аммония. Как применяется в настоящем документе, термин "полиамин" означает любое органическое соединение, имеющее две или более аминные группы, и термин «полипервичный полиамин" означает органическое соединение, имеющее два или более первичных аминов (-NH2). Как применяется в настоящем документе термин "замещенный" означает замещение одного или нескольких атомов водорода другими функциональными группами. Такие другие функциональные группы могут включать гидроксил, гало, тиол, алкил, галогеналкил, гетероалкил, арил, арилалкил, арилгетероалкил, нитро, сульфоновые кислоты и их производные, карбоновые кислоты и их производные.The nitrogen-containing reagent(s) may contain a reagent(s) selected from the group consisting of inorganic amines, organic amines, organic amines containing at least one primary amine, salts of organic amines containing at least one primary amine, polyamines, polyprimary polyamines; and combinations thereof, any of which may be substituted or unsubstituted. The nitrogen containing reagent(s) may contain NH3 , NH3 may be used as such (eg in the form of an aqueous solution), or in the form of an inorganic or organic ammonium salt, for example ammonium sulfate, ammonium phosphate, for example diammonium phosphate or ammonium citrate, for example, triammonium citrate, or as a source of NH3 , for example, urea. According to one preferred embodiment, the nitrogen-containing reagent(s) contains ammonium sulfate. According to another preferred embodiment, the nitrogen containing reagent(s) comprises ammonium citrate. As used herein, the term "polyamine" means any organic compound having two or more amine groups, and the term "polyprimary polyamine" means an organic compound having two or more primary amines (-NH2 ). As used herein, the term "substituted" means the replacement of one or more hydrogen atoms with other functional groups Such other functional groups may include hydroxyl, halo, thiol, alkyl, haloalkyl, heteroalkyl, aryl, arylalkyl, arylheteroalkyl, nitro, sulfonic acids and their derivatives, carboxylic acids and their derivatives.
Полипервичный полиамин может быть диамином, триамином, тетрамином или пентамином. Как используется в настоящем документе термин «диамин» означает органическое соединение, содержащее два (и только два) амина, «триамин» означает органическое соединение, содержащее три (и только три) амина, «тетрамин» означает органическое соединение, содержащее четыре (и только четыре) амина, и «пентамин» означает органическое соединение, содержащее пять (и только пять) аминов. Например, полипервичный амин может быть триамином, выбранным из диэтилентриамина (который представляет собой дипервичный триамин, т.е. диэтилентриамин имеет три амина, два из которых являются первичными аминами) или бис(гексаметилен)триамином; тетрамином, особенно триэтилентетрамином; или пентамином, особенно тетраэтиленпентамином. Полипервичный полиамин может включать дипервичный диамин, в частности 1,6-диаминогексан (гексаметилендиамин, HMDA) или 1,5-диамино-2-метилпентан (2-метилпентаметилендиамин).The polyprimary polyamine may be a diamine, triamine, tetramine, or pentamine. As used herein, the term "diamine" means an organic compound containing two (and only two) amines, "triamine" means an organic compound containing three (and only three) amines, "tetramine" means an organic compound containing four (and only four) amines, and "pentamine" means an organic compound containing five (and only five) amines. For example, the polyprimary amine can be a triamine selected from diethylenetriamine (which is a diprimary triamine, ie diethylenetriamine has three amines, two of which are primary amines) or bis(hexamethylene)triamine; tetramin, especially triethylenetetramine; or pentamine, especially tetraethylenepentamine. The polyprimary polyamine may include a diprimary diamine, in particular 1,6-diaminohexane (hexamethylenediamine, HMDA) or 1,5-diamino-2-methylpentane (2-methylpentamethylenediamine).
Связующая композиция может содержать, состоять по существу из или состоять из связующей композиции, полученной посредством объединения реагентов, где: реагент (реагенты) восстанавливающего сахара составляет:The binder composition may comprise, consist essentially of, or consist of a binder composition obtained by combining reagents, where: the reducing sugar reagent(s) is:
- ≥50 %, ≥60%, ≥70мас. % по сухой массе реагента (реагентов), и/или- ≥50%, ≥60%, ≥70 wt. % by dry weight of the reagent(s), and/or
- ≤ 97%, ≤ 95 %, ≤90%, ≤ 85мас. % по сухой массе реагента (реагентов), и/или- ≤ 97%, ≤ 95%, ≤90%, ≤ 85 wt. % by dry weight of the reagent(s), and/or
азотсодержащий реагент (реагенты) составляет:nitrogen-containing reagent (reagents) is:
- ≥3%, ≥5 %, ≥7 %, ≥10 %, ≥15мас. % по сухой массе реагента (реагентов), и/или- ≥3%, ≥5%, ≥7%, ≥10%, ≥15 wt. % by dry weight of the reagent(s), and/or
- ≤ 50 %, ≤ 40%, ≤ 30 %, ≤ 25 мас. % по сухой массе реагента (реагентов).- ≤ 50%, ≤ 40%, ≤ 30%, ≤ 25 wt. % by dry weight of the reagent(s).
Связующая композиция может содержать, состоять по существу из или состоять из связующей композиции, полученной посредством объединения реагентов, составляющих от 60% до 95мас. % по сухой массе реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и от 5% до 40мас. % по сухой массе азотсодержащего реагента (реагентов).The binder composition may contain, consist essentially of or consist of a binder composition obtained by combining reagents comprising from 60% to 95 wt. % by dry weight of the reducing sugar reagent(s) and from 5% to 40 wt. % by dry weight of the nitrogen-containing reagent(s).
TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины) может составлять:TPTA triprimary triamine (triprimary triamines) can be:
- ≥3%, ≥5 %, ≥7 %, ≥ 10 %, ≥15%, и/или- ≥3%, ≥5%, ≥7%, ≥10%, ≥15%, and/or
- ≤ 40%, ≤ 35 %, ≤ 30%, ≤ 25 % по сухой массе реагентов связующей композиции.- ≤ 40%, ≤ 35%, ≤ 30%, ≤ 25% by dry weight of binder composition reagents.
TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины) может составлять:TPTA triprimary triamine (triprimary triamines) can be:
- ≥ 5 %, ≥ 10 %, ≥ 15 %, ≥ 20 %, ≥ 30 %, ≥ 40 %, ≥ 50 %, ≥ 60 %, ≥ 65 %; и/или- ≥ 5%, ≥ 10%, ≥ 15%, ≥ 20%, ≥ 30%, ≥ 40%, ≥ 50%, ≥ 60%, ≥ 65%; and/or
- ≤ 95%, ≤ 90 %, ≤ 85 %, ≤ 80 %, ≤ 70 %, ≤ 60 %, ≤ 50 %, ≤ 45%, ≤ 30 % по сухой массе азотсодержащих реагентов.- ≤ 95%, ≤ 90%, ≤ 85%, ≤ 80%, ≤ 70%, ≤ 60%, ≤ 50%, ≤ 45%, ≤ 30% by dry weight of nitrogen-containing reagents.
TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины) может составлять: ≥ 90 % и ≤ 99%; или ≥ 80 % и ≤ 90%; или ≥ 60 % и ≤ 80%; по сухой массе азотсодержащих реагентов. В частности, в вышеупомянутых случаях оставшиеся азотсодержащие реагенты могут содержать амины и/или нитрилы. Когда азотсодержащий реагент (реагенты) содержит азотсодержащий реагент (реагенты), отличные от TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов), то, в частности, каждый азотсодержащий реагент, отличный от TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов), может составлять:TPTA triprimary triamine (triprimary triamines) can be: ≥ 90% and ≤ 99%; or ≥ 80% and ≤ 90%; or ≥ 60% and ≤ 80%; by dry weight of nitrogen-containing reagents. In particular, in the above cases, the remaining nitrogen-containing reactants may contain amines and/or nitriles. When the nitrogen-containing reactant(s) contains a nitrogen-containing reactant(s) other than the TPTA triprimary triamine(s), then in particular, each nitrogen containing reactant other than the TPTA triprimary triamine(s) may be:
- ≥ 3%, ≥ 5 %, ≥ 7 %, ≥ 10 %, ≥ 15%, и/или- ≥ 3%, ≥ 5%, ≥ 7%, ≥ 10%, ≥ 15%, and/or
- ≤ 40%, ≤ 35 %, ≤ 30%, ≤ 25 % по сухой массе реагентов связующей композиции.- ≤ 40%, ≤ 35%, ≤ 30%, ≤ 25% by dry weight of binder composition reagents.
И в частности каждый азотсодержащий реагент, отличный от TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов), может составлять:And in particular, each nitrogen-containing reactant other than TPTA triprimary triamine(s) may be:
- ≥ 5 %, ≥ 10 %, ≥15 %, ≥ 20 %, ≥ 30 %, ≥ 40 %, ≥ 50 %, ≥ 60 %, ≥ 65 %; и/или- ≥ 5%, ≥ 10%, ≥15%, ≥ 20%, ≥ 30%, ≥ 40%, ≥ 50%, ≥ 60%, ≥ 65%; and/or
- ≤ 95%, ≤ 90 %, ≤ 85 %, ≤ 80 %, ≤ 70 %, ≤ 60 %, ≤ 50 %, ≤ 45%, ≤30 % по сухой массе азотсодержащих реагентов.- ≤ 95%, ≤ 90%, ≤ 85%, ≤ 80%, ≤ 70%, ≤ 60%, ≤ 50%, ≤ 45%, ≤30% by dry weight of nitrogen-containing reagents.
Соотношение карбонильных групп в реагенте (реагентах) восстанавливающего сахара и реакционноспособных аминогрупп в азотсодержащем реагенте (реагентах) может быть в интервале от 5:1 до 1:2. Например, соотношение карбонильных групп и реакционноспособных аминогрупп может быть в интервале от 5:1 до 1:1.8, от 5:1 до 1:1.5, от 5:1 до 1:1.2, от 5:1 до 1:1, от 5:1 до 1:0.8 и от 5:1 до 1:0.5. Другие примеры включают соотношения, такие как от 4:1 до 1:2, от 3.5:1 до 1:2, от 3:1 до 1:2, от 2.5:1 до 1:2, от 2:1 до 1:2 и от 1.5:1 до 1:2. Как применяется в настоящем документе, термин «реакционноспособная аминогруппа" означает любую аминогруппу в азотсодержащем реагенте (реагентах), которая способна реагировать с реагентом (реагентами) восстанавливающего сахара. В частности, примеры таких реакционноспособных аминогрупп включают первичный и вторичный амин (амины).The ratio of carbonyl groups in the reducing sugar reagent(s) to reactive amino groups in the nitrogen containing reagent(s) can be in the range of 5:1 to 1:2. For example, the ratio of carbonyl groups to reactive amino groups may be in the range of 5:1 to 1:1.8, 5:1 to 1:1.5, 5:1 to 1:1.2, 5:1 to 1:1, 5 :1 to 1:0.8 and 5:1 to 1:0.5. Other examples include ratios such as 4:1 to 1:2, 3.5:1 to 1:2, 3:1 to 1:2, 2.5:1 to 1:2, 2:1 to 1: 2 and from 1.5:1 to 1:2. As used herein, the term "reactive amino group" means any amino group in the nitrogen containing reagent(s) that is capable of reacting with the reducing sugar reagent(s). In particular, examples of such reactive amino groups include primary and secondary amine(s).
Азотсодержащий реагент (реагенты) и реагент (реагенты) восстанавливающего сахара предпочтительно являются реагентом (реагентами) Майяра. Азотсодержащий реагент (реагенты) и реагент (реагенты) восстанавливающего сахара (или их продукт (продукты) реакции) предпочтительно реагируют с образованием продуктов реакции Майяра, особенно меланоидинов, при отверждении. Отверждение связующей композиции может включать или состоять по существу из реакции (реакций) Майяра. Предпочтительно отвержденное связующее состоит по существу из продуктов реакции Майяра. Отвержденная связующая композиция может содержать меланоидин-содержащий и/или азотсодержащий полимер (полимеры); предпочтительно, это термореактивное связующее и предпочтительно, по существу, нерастворимое в воде.The nitrogen-containing reagent(s) and the reducing sugar reagent(s) are preferably Maillard reagent(s). The nitrogen containing reactant(s) and the reducing sugar reactant(s) (or reaction product(s) thereof) preferably react to form Maillard reaction products, especially melanoidins, upon curing. The curing of the binder composition may include or consist essentially of Maillard reaction(s). Preferably, the cured binder consists essentially of Maillard reaction products. The cured binder composition may contain melanoidin-containing and/or nitrogen-containing polymer(s); preferably, it is a thermosetting binder and preferably substantially insoluble in water.
Связующая композиция и/или отвержденное связующее может содержать сложноэфирное и/или сложнополиэфирное соединение.The binder composition and/or the cured binder may contain an ester and/or polyester compound.
Связующая композиция может быть получена посредством объединения всех из реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и всех из азотсодержащего реагента (реагентов) на единственной стадии получения, например, посредством растворения реагента (реагентов) восстанавливающего сахара в воде, а затем добавления азотсодержащего реагента (реагентов).The binder composition can be prepared by combining all of the reducing sugar reactant(s) and all of the nitrogen containing reactant(s) in a single preparation step, such as by dissolving the reducing sugar reactant(s) in water and then adding the nitrogen containing reactant(s).
Термин «единственная стадия получения» используется в настоящем документе в целях отличия от «множества стадий получения», где первая часть реагентов объединяется и хранится и/или реагирует в течение заранее определенного времени перед добавлением дополнительных реагентов.The term "single production step" is used herein to distinguish it from "multiple production steps" where a first portion of reactants are combined and stored and/or reacted for a predetermined time before additional reactants are added.
Альтернативно, связующая композиция может быть получена посредством:Alternatively, the binder composition can be obtained by:
- объединения реагента (реагентов) восстанавливающего сахара, в частности всех из реагента (реагентов) восстанавливающего сахара, с первой частью азотсодержащего реагента (реагентов), с обеспечением промежуточной связующей композиции,- combining the reducing sugar reactant(s), in particular all of the reducing sugar reactant(s), with the first part of the nitrogen containing reactant(s), providing an intermediate binder composition,
- хранения промежуточной связующей композиции; и- storage of intermediate binder composition; and
- объединения промежуточной связующей композиции со второй частью азотсодержащего реагента (реагентов) с обеспечением связующей композиции.- combining the intermediate binder composition with the second part of the nitrogen-containing reagent (reagents) to provide a binder composition.
Промежуточная связующая композиция может включать, состоять по существу из или состоять из продуктов реакции реагента (реагентов) восстанавливающего сахара с первой частью азотсодержащего реагента (реагентов). Реагенты могут быть нагреты с обеспечением промежуточной связующей композиции; промежуточная связующая композиция впоследствии может быть охлаждена.The intermediate binder composition may comprise, consist essentially of, or consist of the reaction products of the reducing sugar reactant(s) with the first portion of the nitrogen containing reactant(s). The reactants may be heated to provide an intermediate binder composition; the intermediate binder composition may subsequently be cooled.
Первая и вторая части азотсодержащего реагента (реагентов) могут представлять собой один и тот же азотсодержащий реагент (реагенты) или, альтернативно, они могут представлять собой различные азотсодержащие реагенты. Только одна из первой и второй части азотсодержащего реагента (реагентов), или альтернативно каждая из первой и второй части азотсодержащего реагента (реагентов), может содержать, состоять по существу из или состоять из TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов).The first and second portions of the nitrogen containing reactant(s) may be the same nitrogen containing reactant(s), or alternatively they may be different nitrogen containing reactants. Only one of the first and second portions of the nitrogen containing reactant(s), or alternatively each of the first and second portions of the nitrogen containing reactant(s), may contain, consist essentially of, or consist of TPTA triprimary triamine(s).
Как применяется в настоящем документе «хранение промежуточной связующей композиции» означает, что промежуточная связующая композиция хранится или транспортируется в течение длительного времени, в частности без кристаллизации реагента (реагентов) восстанавливающего сахара или гелеобразования, что сделало бы связующую композицию непригодной для использования. Промежуточная связующая композиция может храниться в течение периода по меньшей мере 30 минут, по меньшей мере 1 час, по меньшей мере 4 часа, по меньшей мере 12 часа, по меньшей мере 24 часа, по меньшей мере 96 часов, по меньшей мере 1 неделя, по меньшей мере 2 недели, или по меньшей мере 4 недели.As used herein, "storage of an intermediate binder composition" means that the intermediate binder composition is stored or transported for a long time, in particular without crystallization of the reducing sugar reagent(s) or gelation, which would render the binder composition unusable. The intermediate binder composition can be stored for a period of at least 30 minutes, at least 1 hour, at least 4 hours, at least 12 hours, at least 24 hours, at least 96 hours, at least 1 week, at least 2 weeks, or at least 4 weeks.
Связующая композиция может содержать одну или несколько добавок, например одну или несколько добавок, выбранных из обеспыливающего масла, восков, красителей, разделительных агентов, акцепторов формальдегида (например, мочевины, дубильных веществ, экстракта квебрахо, фосфата аммония, бисульфита), водоотталкивающего агента, силанов, силиконов, лигнинов, лигносульфонатов и неуглеводного полигидроксильного компонента, выбранного из глицерина, полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля, триметилолпропана, пентаэритрита, поливинилового спирта, частично гидролизованного поливинилацетата, полностью гидролизованного поливинилацетата или их смесей. Такие добавки обычно не являются реагентами связующей композиции, то есть они не образуют поперечных связей с реагентом (реагентами) восстанавливающим сахаром и/или азотсодержащим реагентом (реагентами) (или продуктами их реакции) в процессе отверждения связующей композиции.The binder composition may contain one or more additives, for example one or more additives selected from dedusting oil, waxes, dyes, separating agents, formaldehyde scavengers (for example, urea, tannins, quebracho extract, ammonium phosphate, bisulfite), water repellant, silanes , silicones, lignins, lignosulfonates, and a non-carbohydrate polyhydroxyl component selected from glycerol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, trimethylol propane, pentaerythritol, polyvinyl alcohol, partially hydrolyzed polyvinyl acetate, fully hydrolyzed polyvinyl acetate, or mixtures thereof. Such additives are generally not binder composition reactants, i.e. they do not cross-link with the reducing sugar reactant(s) and/or nitrogen containing reactant(s) (or their reaction products) during curing of the binder composition.
Связующая композиция может быть нанесена на несвязанный или слабо связанный материал в форме жидкости, в частности в форме водной композиции, например, содержащей водный раствор или дисперсию, в частности, где сухая масса водной связующей композиции составляет: ≥ 5 мас.%, ≥ 10 мас.%, ≥ 15 мас.%, ≥ 20 мас.% или ≥ 25 мас.% и/или ≤ 95 мас.%, ≤ 90 мас.%, ≤ 85 мас.% или ≤ 80 мас.% от общей массы водной связующей композиции. В качестве альтернативы связующая композиция может быть нанесена на несвязанный или слабо связанный материал в виде твердого вещества, например, в виде порошка или в виде частиц. Связующая композиция может наноситься путем распыления. Связующая композиция может быть нанесена на несвязанный или слабо связанный материал, пропуская несвязанный или слабо связанный материал через спрей связующей композиции или путем распыления связующей композиции на несвязанный или слабо связанный материал. Связующая композиция может быть нанесена путем распределения, например, в виде непрерывного слоя или в виде прерывистого слоя, например, в виде линий связующего. Другие методики нанесения включают нанесение валиком, покрытие погружением и сухое смешивание.The binder composition can be applied to the unbound or loosely bound material in the form of a liquid, in particular in the form of an aqueous composition, for example containing an aqueous solution or dispersion, in particular, where the dry weight of the aqueous binder composition is: ≥ 5 wt.%, ≥ 10 wt. .%, ≥ 15 wt.%, ≥ 20 wt.% or ≥ 25 wt.% and / or ≤ 95 wt.%, ≤ 90 wt.%, ≤ 85 wt.% or ≤ 80 wt.% of the total mass of water binder composition. Alternatively, the binder composition may be applied to the unbound or loosely bound material in the form of a solid, for example, in the form of a powder or in the form of particles. The binder composition may be applied by spraying. The binder composition can be applied to the unbound or loosely bound material by passing the unbound or loosely bound material through a spray of the binder composition or by spraying the binder composition onto the unbound or loosely bound material. The binder composition can be applied by spreading, for example, in the form of a continuous layer or in the form of a discontinuous layer, for example, in the form of lines of the binder. Other application techniques include roller application, dip coating and dry blending.
Согласно одному аспекту связующая композиция может применяться для получения изоляционных продуктов из минерального волокна. Способ получения изоляционного продукта из минерального волокна может включать последовательные стадии:In one aspect, the binder composition may be used to form mineral fiber insulation products. The process for producing a mineral fiber insulation product may include the following steps:
- формование минерального расплава из расплавленной минеральной смеси;- forming a mineral melt from a molten mineral mixture;
- формование минеральных волокон из минерального расплава;- forming of mineral fibers from mineral melt;
- распыление связующей композиции, в частности в виде водной композиции, на минеральные волокна, в частности распыление связующей композиции на находящиеся в воздухе минеральные волокна после образования волокон и перед сбором волокон с образованием полотна из минеральных волокон;- spraying the binder composition, in particular in the form of an aqueous composition, onto the mineral fibers, in particular spraying the binder composition onto the airborne mineral fibers after fiber formation and before collecting the fibers to form a web of mineral fibers;
- сбор минеральных волокон, на которые была нанесена связующая композиция, с образованием полотна из минеральных волокон; иcollecting the mineral fibers to which the binder composition has been applied to form a web of mineral fibers; and
- отверждение связующей композиции путем пропускания полотна из минеральных волокон через печь для отверждения.curing the binder composition by passing the mineral fiber web through a curing oven.
Перед отверждением минеральные волокна, на которые была нанесена связующая композиция, могут быть собраны с образованием первичного полотна из минеральных волокон, которое впоследствии складывается, например, с использованием маятникового механизма, для получения вторичного полотна, содержащего наложенные слои первичного полотна.Before curing, the mineral fibers to which the binder composition has been applied can be collected to form a primary mineral fiber web, which is subsequently folded, for example using a pendulum mechanism, to form a secondary web containing superimposed layers of the primary web.
Сухая масса водной связующей композиции, особенно при нанесении на минеральные волокна, может составлять: ≥ 5 мас.%, ≥ 7,5 мас.%, ≥ 10 мас.%, ≥ 12 мас.% и/или ≤ 20 мас.%, ≤ 18. мас.%, ≤ 15 мас.% от общей массы водной связующей композиции.The dry weight of the aqueous binder composition, especially when applied to mineral fibers, can be: ≥ 5 wt.%, ≥ 7.5 wt.%, ≥ 10 wt.%, ≥ 12 wt.% and / or ≤ 20 wt.%, ≤ 18. wt.%, ≤ 15 wt.% of the total weight of the aqueous binder composition.
Печь для отверждения может иметь множество зон нагрева, имеющих температуры в диапазоне от 200°C до 350°C (обычно от 230°C до 300°C). Тонкий продукт с низкой плотностью (12 кг/м3 или меньше) можно отвердить, пропустив через печь для отверждения всего за 20 секунд; густой продукт с высокой плотностью (80 кг/м³ или более) может потребовать выдержки в печи для отверждения в течение 15 минут или более. Полотно из минеральных волокон в процессе отверждения может достигать температуры в диапазоне 180-220°C. Продолжительность прохождения полотна через печь для отверждения может составлять ≥ 0,5 минуты, ≥ 1 минуту, ≥ 2 минуты, ≥ 5 минут или ≥ 10 минут и/или ≤ 50 минут, ≤ 40 минут или ≤ 30 минут.The curing oven may have a plurality of heating zones having temperatures ranging from 200°C to 350°C (typically 230°C to 300°C). Thin product with low density (12 kg/m3 or less) can be cured by passing through a curing oven in as little as 20 seconds; thick product with high density (80 kg/m³ or more) may require 15 minutes or more to cure in an oven. The mineral fiber web can reach temperatures in the range of 180-220°C during the curing process. The duration of passage of the web through the curing oven can be ≥ 0.5 minutes, ≥ 1 minute, ≥ 2 minutes, ≥ 5 minutes or ≥ 10 minutes and/or ≤ 50 minutes, ≤ 40 minutes or ≤ 30 minutes.
Количество отвержденного связующего в отвержденном полотне из минеральных волокон может составлять ≥ 1%, ≥ 2%, ≥ 2,5%, ≥ 3%, ≥ 3,5% или ≥ 4% и / или ≤ 10% или ≤ 8%. Это может быть измерено посредством потерь при возгорании (LOI).The amount of cured binder in a cured mineral fiber web can be ≥ 1%, ≥ 2%, ≥ 2.5%, ≥ 3%, ≥ 3.5% or ≥ 4% and/or ≤ 10% or ≤ 8%. This can be measured by loss on ignition (LOI).
Когда композитный продукт представляет собой изоляционный продукт из минерального волокна, продукт может иметь одну или несколько из следующих характеристик:When the composite product is a mineral fiber insulation product, the product may have one or more of the following characteristics:
- плотность более 5, 8 или 10 кг/м3;- density more than 5, 8 or 10 kg/m3 ;
- плотность менее 200, 180 или 150 кг/м3- density less than 200, 180 or 150 kg/m3
- содержит стеклянные волокна и имеет плотность более 5, 8 или 10 кг/м3 и/или менее 80, 60 или 50 кг/м3;- contains glass fibers and has a density of more than 5, 8 or 10 kg/m3 and/or less than 80, 60 or 50 kg/m3 ;
- содержит каменные волокна и имеет плотность более 15, 20 или 25 кг/м3 и/или менее 220, 200 или 180 кг/м3;- contains stone fibers and has a density of more than 15, 20 or 25 kg/m3 and/or less than 220, 200 or 180 kg/m3 ;
- теплопроводность λ менее 0,05 Вт/мК и/или более 0,02 Вт/мК, измеренная при 10°C, в частности, в соответствии с EN12667;- thermal conductivity λ less than 0.05 W/mK and/or more than 0.02 W/mK, measured at 10°C, in particular in accordance with EN12667;
- содержит менее 99 мас.% и/или более 80 мас.% минеральных волокон;- contains less than 99 wt.% and/or more than 80 wt.% mineral fibers;
- толщина более 10 мм, 15 мм или 20 мм и/или менее 400 мм, 350 мм или 300 мм.- thickness greater than 10 mm, 15 mm or 20 mm and/or less than 400 mm, 350 mm or 300 mm.
Изоляционный продукт из минерального волокна, особенно когда он представляет собой изоляционный продукт из минерального волокна низкой или средней плотности, может иметьThe mineral fiber insulation product, especially when it is a low or medium density mineral fiber insulation product, may have
- номинальную толщину в диапазоне 60-260 мм; и/или- nominal thickness in the range of 60-260 mm; and/or
- тепловое сопротивление R, равное R ≥ 3 м2K/Вт, предпочтительно R≥ 4 м2K/Вт при толщине или 200 мм; и/или- thermal resistance R equal to R ≥ 3 m2 K/W, preferably R ≥ 4 m2 K/W at a thickness or 200 mm; and/or
- плотность в интервале 5-40 кг/м3, в частности 5-18 кг/м3 или 7-12 кг/м3.- density in the range of 5-40 kg/m3 , in particular 5-18 kg/m3 or 7-12 kg/m3 .
Изоляционный продукт из минерального волокна, особенно когда он представляет собой изоляционный продукт из минерального волокна высокой плотности, может иметьThe mineral fiber insulation product, especially when it is a high density mineral fiber insulation product, may have
- номинальную толщину в диапазоне 20-200 мм; и/или- nominal thickness in the range of 20-200 mm; and/or
- тепловое сопротивление R, равное R ≥ 1. м2K/Вт, предпочтительно R≥ 2 м2K/Вт при толщине или 100 мм; и/или- thermal resistance R equal to R ≥ 1. m2 K/W, preferably R ≥ 2 m2 K/W at a thickness or 100 mm; and/or
- плотность в интервале 100-200 кг/м3, в частности от 130 до 190 кг/м3.- density in the range of 100-200 kg/m3 , in particular from 130 to 190 kg/m3 .
Применение связующей композиции, как описано в настоящем документе, и в которой трипервичный триамин (триамины) TPTA составляет ≥10%, ≥15%, ≥ 20% и/или ≤25%, ≤30%, ≤35% по сухой массе азотсодержащих реагентов, может быть особенно полезным для изоляционного продукта из минерального волокна, особенно для изоляционного продукта из минерального волокна высокой плотности.Use of a binder composition as described herein and in which the TPTA triprimary triamine(s) is ≥10%, ≥15%, ≥20% and/or ≤25%, ≤30%, ≤35% by dry weight of the nitrogen containing reagents , can be particularly useful for a mineral fiber insulation product, especially for a high density mineral fiber insulation product.
Согласно одному аспекту связующая композиция может применяться для получения вуали из минерального волокна. Вуаль из минерального волокна может быть получена способом мокрой укладки или способом сухой укладки. Способ получения вуали из минерального волокна может включать следующие последовательные стадии:In one aspect, the binder composition may be used to form a mineral fiber veil. The mineral fiber veil can be obtained by wet laying or dry laying. The method for producing a mineral fiber veil may include the following successive steps:
- формирование полотна из минерального волокна, в частности полотно из минерального волокна может быть формовано путем: i) переливания дисперсии волокон в воду, особенно измельченных минеральных волокон, на перфорированную конвейерную ленту (часто называемую проволокой), через которую дренирует вода с образованием нетканого полотна из волокон, или ii) выставлением волокон в воздушном потоке в направлении к перфорированному конвейеру с образованием полотна из нетканых волокон;forming a mineral fiber web, in particular a mineral fiber web can be formed by: i) pouring a dispersion of fibers into water, especially ground mineral fibers, onto a perforated conveyor belt (often referred to as a wire) through which the water drains to form a nonwoven web of fibers, or ii) exposing the fibers in an air stream towards a perforated conveyor to form a web of nonwoven fibers;
- нанесение связующей композиции, особенно в виде водной композиции, на минеральные волокна, в частности путем нанесения водной связующей композиции на полотно из минерального волокна; иapplying the binder composition, especially in the form of an aqueous composition, to the mineral fibres, in particular by applying the aqueous binder composition to the mineral fiber web; and
- отверждение связующей композиции путем пропускания просмоленного полотна из минерального волокна через печь для отверждения.curing the binder composition by passing the tarred mineral fiber web through a curing oven.
Когда композитный продукт представляет собой вуаль из минерального волокна, количество отвержденного связующего в конечном продукте может составлять ≥ 1%, ≥ 2,5%, ≥ 5%, ≥ 7,5% ≥ 10% или ≥ 12,5% и/или ≤ 25%, ≤ 22,5%, ≤ 20% или ≤ 17,5%. Это может быть измерено потерями при возгорании (LOI).When the composite product is a mineral fiber veil, the amount of cured binder in the final product may be ≥ 1%, ≥ 2.5%, ≥ 5%, ≥ 7.5% ≥ 10% or ≥ 12.5% and/or ≤ 25%, ≤ 22.5%, ≤ 20% or ≤ 17.5%. This can be measured by loss on ignition (LOI).
Толщина вуали из минерального волокна может составлять ≥ 0,1 мм, ≥ 0,3 мм и/или ≤ 0,8 мм, или ≤ 0,6 мм. Когда вуаль из минерального волокна представляет собой стеклянную вуаль, толщина может составлять от ≥ 0,3 мм до ≤ 0,6 мм. Вуаль из минерального волокна может иметь поверхностную массу ≥ 20 г/м2 или ≥ 30 г/м2, или ≥ 40 г/м2, или ≥ 50 г/м2, и/или ≤ 60 г/м2, или ≤ 80 г/м2, или ≤ 100 г/м2 или ≤ 150 г/м2 или ≤ 350 г/м2.The thickness of the mineral fiber veil can be ≥ 0.1 mm, ≥ 0.3 mm and/or ≤ 0.8 mm or ≤ 0.6 mm. When the mineral fiber veil is a glass veil, the thickness may be ≥ 0.3 mm to ≤ 0.6 mm. The mineral fiber veil may have a surface weight of ≥ 20 g/m2 or ≥ 30 g/m2 , or ≥ 40 g/m2 , or ≥ 50 g/m2 , and/or ≤ 60 g/m2 , or ≤ 80 g/m2 or ≤ 100 g/m2 or ≤ 150 g/m2 or ≤ 350 g/m2 .
Применение связующей композиции, как описано в данном документе, и в которой TPTA трипервичный триамин (триамины) составляет ≥15%, ≥20% и/или ≤40%, ≤50% по сухой массе азотсодержащих реагентов, может быть особенно выгодным для вуалей из минерального волокна.The use of a binder composition as described herein and in which the TPTA triprimary triamine(s) is ≥15%, ≥20% and/or ≤40%, ≤50% by dry weight of nitrogen containing reagents can be particularly advantageous for veils of mineral fiber.
Способы получения композитных продуктов в соответствии с настоящим изобретением допускают скорости отверждения, которые по меньшей мере эквивалентны и даже выше, чем скорости, получаемые с сопоставимыми системами связующих. Подобным образом прочность в сухом состоянии отвержденных композитных продуктов, по меньшей мере эквивалентна, а в некоторых случаях даже улучшена по сравнению с прочностью, полученной с сопоставимыми системами связующих. Неожиданно, прочность во влажном состоянии композитных продуктов, изготовленных согласно настоящему изобретению, значительно улучшена по сравнению с прочностью, полученной с сопоставимыми связующими системами. Прочность во влажном состоянии является показателем эффективности после старения и/или после выветривания. Это неожиданно, поскольку обычно ожидается, что прочность во влажном состоянии композитного продукта будет ниже, но пропорциональна ее прочности в сухом состоянии. Не желая быть связанными теорией, полагают, что улучшенные свойства связующей композиции согласно настоящему изобретению обусловлены использованием TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов) и, в частности, спейсерными группами, представляющими собой углеродные цепи с отсутствием гетероатомов. внутри спейсерных групп и/или из-за пространственной геометрии молекул TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов).The methods for making composite products in accordance with the present invention allow cure rates that are at least equivalent to, and even faster than, those obtainable with comparable binder systems. Similarly, the dry strength of cured composite products is at least equivalent, and in some cases even improved, compared to that obtained with comparable binder systems. Surprisingly, the wet strength of the composite products made according to the present invention is significantly improved compared to the strength obtained with comparable binder systems. Wet strength is an indicator of performance after aging and/or after weathering. This is unexpected since the wet strength of a composite product is generally expected to be lower but proportional to its dry strength. Without wishing to be bound by theory, it is believed that the improved properties of the binder composition of the present invention are due to the use of TPTA triprimary triamine(s) and in particular the spacer groups, which are carbon chains lacking heteroatoms. within the spacer groups and/or due to the spatial geometry of the TPTA molecules of the triprimary triamine(s).
Варианты осуществления настоящего изобретения далее описаны только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:Embodiments of the present invention are described below, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг. 1 показывает результаты отверждения лабораторных испытаний на отверждение трипервичных полиаминовFig. 1 shows the curing results of laboratory curing tests for triprimary polyamines.
Фиг. 2 показывает 4-(аминометил)-1,8-октандиамин (“AMOD”); иFig. 2 shows 4-(aminomethyl)-1,8-octanediamine (“AMOD”); and
Фиг. 3 показывает пример TPTA трипервичного триамина.Fig. 3 shows an example of a TPTA of a triprimary triamine.
Примеры, изготовленные на вуали из минерального волокна, показывают улучшенные свойства, полученные с трипервичным триамином (триаминами) TPTA для композитных продуктов, особенно изоляционных материалов из стекловаты и изоляционных продуктов из каменной ваты.Examples made on mineral fiber veils show the improved properties obtained with TPTA triprimary triamine(s) for composite products, especially glass wool insulation materials and stone wool insulation products.
Пример 1: Лабораторное определение скорости отверждения с HFCS:Example 1: Laboratory determination of cure rate with HFCS:
Следующие связующие композиции были получены посредством объединения азотсодержащего реагента и реагента восстанавливающего сахара:The following binder compositions were prepared by combining a nitrogen containing reagent and a reducing sugar reagent:
Азотсодержащие реагенты связующей композиции 1b и 1c не являются трипервичными триаминами TPTA и, таким образом, представляют собой сравнительные примеры. Каждую из связующих композиций получали путем объединения азотсодержащего реагента с HFCS 42 (кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы и 42% фруктозы + 52% декстрозы + следовые количества других сахаридов) в воде с получением раствора/дисперсии, содержащей 1 молярный эквивалент трипервичного полиамина. на 3,31 молярных эквивалентов восстанавливающих сахаров. Количества трипервичных полиаминов, используемых в связующих композициях, показаны выше и на фиг. 1 как % по сухой массе (оставшаяся сухая масса представляет собой HFCS 42), а связующие композиции были получены при 22,5% общей массе твердых веществ. Каждая связующая композиция была составлена так, чтобы молярное соотношение первичного амина к карбонилу составляло 1: 1,105. Фиг. 1 показывает поглощение света продуктов выщелачивания из стекловолоконных фильтров: капли связующей композиции наносили на стекловолоконные фильтры, которые затем помещали в печь при 107 ° C и затем удаляли через заданные промежутки времени. Коричневые полимеры образовывались на фильтрах, затем их растворяли в воде, и поглощение фильтрата измеряли с помощью спектрофотометра. Развитие образования растворимых коричневых полимеров и нерастворимых полимеров дает начальные лабораторные показатели отверждения и скорости отверждения для этого типа связующих.The binder composition nitrogen-containing reagents 1b and 1c are not TPTA triprimary triamines and thus are comparative examples. Each of the binder compositions was prepared by combining a nitrogen containing reagent with HFCS 42 (high fructose corn syrup with 42% fructose + 52% dextrose + trace amounts of other saccharides) in water to form a solution/dispersion containing 1 molar equivalent of triprimary polyamine. at 3.31 molar equivalents of reducing sugars. The amounts of triprimary polyamines used in the binder compositions are shown above and in FIG. 1 as % dry weight (remaining dry weight is HFCS 42) and binder compositions were made at 22.5% total weight solids. Each binder composition was formulated so that the molar ratio of primary amine to carbonyl was 1:1.105. Fig. 1 shows the light absorption of leach products from glass fiber filters: drops of binder composition were applied to glass fiber filters, which were then placed in an oven at 107 °C and then removed at predetermined intervals. Brown polymers formed on the filters, then they were dissolved in water, and the absorbance of the filtrate was measured using a spectrophotometer. The development of the formation of soluble brown polymers and insoluble polymers gives initial laboratory cure rates and cure rates for this type of binder.
На фиг.1 показано, что связующая композиция 1a с использованием AMOD (4- (аминометил)-1,8-октандиамин, трипервичный триамин TPTA) демонстрирует более высокую скорость отверждения по сравнению со связующей композицией 1b с использованием TAPA (трис(3-аминопропил)амин) и связующей композицией 1c с использованием TAEA (трис(2-аминоэтил)амин), оба из которых являются трипервичными тетраминами.Figure 1 shows that binder composition 1a using AMOD (4-(aminomethyl)-1,8-octanediamine, triprimary triamine TPTA) shows a faster cure rate compared to binder composition 1b using TAPA (tris(3-aminopropyl )amine) and binder composition 1c using TAEA (tris(2-aminoethyl)amine), both of which are triprimary tetramines.
Пример 2Example 2
Примеры связующих композиций, испытанных на вуали из минерального волокна, показаны в таблице 1 с их соответствующими средними значениями прочности на разрыв в сухом состоянии и средней прочностью на разрыв во влажном состоянии.Examples of binder compositions tested on mineral fiber veils are shown in Table 1 with their respective average dry tensile strength and average wet tensile strength.
В каждом случае азотсодержащий реагент, содержащий трипервичный полиамин, был объединен с HFCS 42 (кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы и 42% фруктозы + 52% декстрозы + следовые количества других сахаридов) в воде с получением раствора/дисперсии, содержащей 1 молярный эквивалент трипервичного полиамина на 3,31 молярных эквивалентов восстанавливающего сахаров. Количества трипервичных полиаминов, используемых в связующей композиции, выражены в Таблице 6 как % по сухой массе, оставшаяся сухая масса представляет собой HFCS, и связующая композиция была приготовлена с 2 мас. % твердых веществ (выпекаемые твердые вещества). После приготовления связующих композиций их наносили на стеклянную вуаль размера А4, и стеклянные вуали отверждали с получением количества отвержденного связующего в конечном продукте 10% LOI (потеря при возгорании).In each case, a nitrogen containing reagent containing a triprimary polyamine was combined with HFCS 42 (high fructose corn syrup and 42% fructose + 52% dextrose + trace amounts of other saccharides) in water to give a solution/dispersion containing 1 molar equivalent of the triprimary polyamine at 3.31 molar equivalents of reducing sugars. The amounts of triprimary polyamines used in the binder composition are expressed in Table 6 as % by dry weight, the remaining dry weight is HFCS, and the binder composition was prepared with 2 wt. % solids (baked solids). Once the binder compositions were prepared, they were applied to an A4 size glass veil and the glass veils were cured to yield a cured binder amount of 10% LOI (loss on fire) in the final product.
Измерение прочности на разрыв стеклянной вуали в сухом состоянии:Measuring the tensile strength of a glass veil in a dry state:
8 кусков отвержденной стеклянной вуали размером 14,8 см × 5,2 см были вырезаны из затвердевшей вуали размера А4 и подвержены испытанию на растяжение путем присоединения тензодатчика весом 50 кг с использованием пластин для растяжения стеклянной вуали на тестометрической машине (TESTOMETRIC M350-10CT). Среднее значение общей силы разрыва в Ньютонах приведено в таблице ниже. Для измерения прочности на разрыв стеклянной вуали во влажном состоянии образцы вуали испытывали во влажном состоянии после погружения в воду при 80°C на 10 минут.8 pieces of cured glass veil measuring 14.8 cm x 5.2 cm were cut from the cured A4 veil and subjected to a tensile test by attaching a 50 kg load cell using glass veil tensile plates on a testing machine (TESTOMETRIC M350-10CT). The average value of the total breaking force in Newtons is given in the table below. To measure the wet tensile strength of a glass veil, the veil samples were wet tested after being immersed in water at 80° C. for 10 minutes.
Столбец % прочности во влажном состоянии дает % средней прочности на разрыв во влажном состоянии по отношению к % средней прочности на разрыв в сухом состоянии.The % wet strength column gives the % average wet tensile strength relative to the % average dry tensile strength.
Таблица 1Table 1
(% по сухой массе)Triprimary polyamine
(% by dry weight)
Результаты показывают, что все трипервичные полиамины обладают хорошими показателями прочности на разрыв в сухом состоянии, причем ТАРА дает немного лучшую прочность на разрыв в сухом состоянии по сравнению с AMOD и TAEA. Что касается прочности на разрыв во влажном состоянии, AMOD показывает лучшие результаты по сравнению с TAPA и TAEA. Неожиданно оказалось, что прочность во влажном состоянии для AMOD составляла 55% от значения прочности на разрыв в сухом состоянии, в то время как для ТАРА она составляла только 38,8%.The results show that all triprimary polyamines have good dry tensile strengths, with TAPA giving slightly better dry tensile strength compared to AMOD and TAEA. In terms of wet tensile strength, AMOD performs better than TAPA and TAEA. Surprisingly, the wet strength for AMOD was 55% of the dry tensile strength, while for TAPA it was only 38.8%.
Пример 3: Примеры связующей композиции для изоляционных продуктов из минерального волокнаExample 3 : Examples of binder composition for mineral fiber insulation products
Связующую композицию получали объединением реагентов, состоящих из 90 мас. частей моногидрата декстрозы и 10 мас. частей азотсодержащего реагента, где азотсодержащим реагентом был 4-(аминометил)-1,8-октандиамин. Эта связующая композиция подходила для обеспечения соответствующих свойств при использовании в качестве связующей композиции для изоляции из минеральной ваты.The binder composition was obtained by combining reagents consisting of 90 wt. parts of dextrose monohydrate and 10 wt. parts of a nitrogen-containing reagent, where the nitrogen-containing reagent was 4-(aminomethyl)-1,8-octanediamine. This binder composition was suitable to provide adequate properties when used as a binder composition for mineral wool insulation.
Пример 4: Примеры связующей композиции для вуалей из минерального волокна показаны в Таблице 2:Example 4 : Examples of a binder composition for mineral fiber veils are shown in Table 2:
Таблица 2table 2
Аббревиатуры: HFCS= кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы; AS= сульфат аммония; AMOD= 4-(аминометил)-1,8-октандиаминAbbreviations: HFCS = high fructose corn syrup; AS = ammonium sulfate; AMOD= 4-(aminomethyl)-1,8-octanediamine
Связующая композиция E представляет собой сравнительный пример связующей композиции с сульфатом аммония (AS).Binder composition E is a comparative example of a binder composition with ammonium sulfate (AS).
Связующая композиция D показала более высокую прочность на разрыв в сухом состоянии, чем связующая композиция E. Каждая из связующих композиций A, B и C показала более высокую прочность на разрыв в сухом состоянии, чем связующие композиции D.Binder composition D showed higher dry tensile strength than binder composition E. Binder compositions A, B and C each showed higher dry tensile strength than binder compositions D.
Связующий состав F показал особенно хорошую прочность на разрыв во влажном состоянии; в настоящее время полагают, что добавка силана вносит значительный вклад в эту хорошую прочность на разрыв во влажном состоянии.Binder composition F showed particularly good wet tensile strength; it is now believed that the addition of silane makes a significant contribution to this good wet tensile strength.
Пример 5:Example 5:
Примеры связующей композиции, испытанной на вуали из минерального волокна, показаны в таблице 7 с соответствующими средними значениями прочности на разрыв в вуали в сухом состоянии:Examples of binder composition tested on a mineral fiber veil are shown in Table 7 with the corresponding average dry veil tensile strengths:
В каждом тесте азотсодержащий реагент (реагенты) смешивали с глюкозой в воде. Количества реагентов, используемых в связующей композиции, выражены в Таблице 7 как % по сухой массе, а связующая композиция была приготовлена с 2 мас.% твердых веществ (выпекаемые твердые вещества). После получения связующих композиций их наносили на стеклянную вуаль, которую отверждали, с получением количества отвержденного связующего в отвержденной вуали, равного 10% LOI (потери при возгорании).In each test, the nitrogen containing reagent(s) was mixed with glucose in water. The amounts of reactants used in the binder composition are expressed in Table 7 as % by dry weight, and the binder composition was prepared with 2 wt. % solids (baking solids). After preparing the binder compositions, they were applied to the glass veil which was cured to give a cured binder in the cured veil equal to 10% LOI (Loss on Fire).
Прочность на разрыв в сухом состоянии измеряли так же, как описано в примере 4.Dry tensile strength was measured in the same manner as described in Example 4.
Таблица 3Table 3
Аббревиатура: Glu=глюкоза; AS= сульфат аммония; DAP= фосфат диаммония; TriCA = цитрат триаммония; AMOD= 4-(аминометил)-1,8-октандиамин.Abbreviation: Glu=glucose; AS = ammonium sulfate; DAP=diammonium phosphate; TriCA = triammonium citrate; AMOD=4-(aminomethyl)-1,8-octanediamine.
Связующие композиции G, H и I являются сравнительными примерами связующих композиций только соответственно с фосфатом диаммония (DAP), сульфатом аммония (AS) и цитратом триаммония (TriCa) в качестве азотсодержащего реагента. Связующая композиция J представляет собой связующую композицию, в которой азотсодержащий реагент состоит из AMOD.Binder compositions G, H and I are comparative examples of binder compositions only, respectively, with diammonium phosphate (DAP), ammonium sulfate (AS) and triammonium citrate (TriCa) as the nitrogen containing reagent. Binder Composition J is a binder composition in which the nitrogen containing reactant consists of AMOD.
В примерах K, L и M азотсодержащие реагенты состоят из AMOD и DAP в различных пропорциях. Примеры J, K, L и M показывают, что аналогичные уровни прочности на разрыв в сухом состоянии достигаются для каждой из этих связующих композиций.In examples K, L and M, the nitrogen containing reactants are composed of AMOD and DAP in various proportions. Examples J, K, L and M show that similar levels of dry tensile strength are achieved for each of these binder compositions.
В примерах N, O и P азотсодержащие реагенты состоят из AMOD и AS в разных пропорциях. Связующая композиция N, O и P демонстрирует более высокую прочность на разрыв в сухом состоянии по сравнению с результатом, полученным с помощью связующей композиции J. Связующая композиция O, по-видимому, представляет оптимальный результат по сравнению с связующей композицией N и P. Полагают, что существует синергетический эффект присутствия AS и AMOD в качестве азотсодержащих реагентов.In the N, O and P examples, the nitrogen containing reactants are composed of AMOD and AS in varying proportions. The binder composition N, O and P shows higher dry tensile strength compared to the result obtained with the binder composition J. The binder composition O appears to represent an optimal result compared to the binder composition N and P. It is believed that there is a synergistic effect of the presence of AS and AMOD as nitrogen containing reactants.
Фиг.3 иллюстрирует трипервичный триамин ТРТА, имеющий три первичных амина A, B, D со спейсерными группами, которые состоят из углеродных цепей, между каждым из трех его первичных аминов. Каждый атом углерода пронумерован для облегчения пояснения ниже.3 illustrates a triprimary triamine TPTA having three primary amines A, B, D with spacer groups that consist of carbon chains between each of its three primary amines. Each carbon atom is numbered for ease of explanation below.
Спейсерная группа между первичными аминами A и B:Spacer group between primary amines A and B:
- имеет спейсерную длину, равную 7, т.е. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 атомы углерода, которые вместе образуют самую короткую цепь ковалентно связанных поливалентных атомов между первичными аминами A и B (8, 9 и 10, 11 атомы углерода двух разветвленных цепей не образуют часть спейсерной длины;- has a spacer length equal to 7, i.e. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 carbon atoms that together form the shortest chain of covalently linked polyvalent atoms between primary amines A and B (8, 9 and 10, 11 carbon atoms of the two branched chains do not form part of the spacer length ;
- имеет 11 поливалентных атомов, т.е. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 и 11 атомы углерода (12, 13, 14, 15, 16 атомы углерода не образуют часть спейсерной группы между A и B, так как они образуют цепь, которая соединяет третий первичный амин D с молекулой).- has 11 polyvalent atoms, i.e. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 and 11 carbons (12, 13, 14, 15, 16 carbons do not form part of the spacer group between A and B, as they form a chain , which connects the third primary amine D to the molecule).
Спейсерная группа между первичными аминами A и D:Spacer group between primary amines A and D:
- имеет спейсерную длину, равную 10, т.е. 1, 2, 3, 4, 5, 12, 13, 14, 15, 16 атомов углерода;- has a spacer length equal to 10, i.e. 1, 2, 3, 4, 5, 12, 13, 14, 15, 16 carbon atoms;
- имеет 14 поливалентных атомов, т.е. 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 атомов углерода.- has 14 polyvalent atoms, i.e. 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 carbon atoms.
Спейсерная группа между первичными аминами B и D:Spacer group between primary amines B and D:
- имеет спейсерную длину, равную 8, т.е. 7, 6, 5, 12, 13, 14, 15, 16 атомов углерода;- has a spacer length equal to 8, i.e. 7, 6, 5, 12, 13, 14, 15, 16 carbon atoms;
- имеет 10 поливалентных атомов, т.е. 7, 6, 5, 12, 13, 14, 15, 16, 10, 11 атомов углерода (цепь из 4, 3, 2, 1, 8, 9 атомов углерода не образует часть спейсерной группы между B и D, так как она образует цепь, которая соединяет другой первичный амин A с молекулой.- has 10 polyvalent atoms, i.e. 7, 6, 5, 12, 13, 14, 15, 16, 10, 11 carbons (the 4, 3, 2, 1, 8, 9 carbon chain does not form part of the spacer group between B and D because it forms a chain that connects another primary amine A to the molecule.
Общее число поливалентных атомов в молекуле составляет 19, т.е. от 1 до 16 атомов углерода и 3 атома азота трех первичных аминов A, B и D.The total number of polyvalent atoms in the molecule is 19, i.e. 1 to 16 carbons and 3 nitrogens of three primary amines A, B and D.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1804907.2 | 2018-03-27 | ||
| GBGB1804907.2AGB201804907D0 (en) | 2018-03-27 | 2018-03-27 | Composite products |
| PCT/EP2019/057802WO2019185761A1 (en) | 2018-03-27 | 2019-03-27 | Composite products |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2020135005A RU2020135005A (en) | 2022-04-27 |
| RU2777604C2true RU2777604C2 (en) | 2022-08-08 |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU567413A3 (en)* | 1973-12-21 | 1977-07-30 | Циба-Гейги Аг (Фирма) | Method of preparation of thermoreactive polymers |
| WO2011138458A1 (en)* | 2010-05-07 | 2011-11-10 | Knauf Insulation | Carbohydrate polyamine binders and materials made therewith |
| WO2014086775A2 (en)* | 2012-12-05 | 2014-06-12 | Knauf Insulation | Binders |
| US9359518B2 (en)* | 2011-11-23 | 2016-06-07 | Basf Se | Aqueous binder for granular and/or fibrous substrates |
| WO2017207355A1 (en)* | 2016-06-02 | 2017-12-07 | Knauf Insulation Sprl | Method of manufacturing composite products comprising a carbohydrate-based binder |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU567413A3 (en)* | 1973-12-21 | 1977-07-30 | Циба-Гейги Аг (Фирма) | Method of preparation of thermoreactive polymers |
| WO2011138458A1 (en)* | 2010-05-07 | 2011-11-10 | Knauf Insulation | Carbohydrate polyamine binders and materials made therewith |
| US9359518B2 (en)* | 2011-11-23 | 2016-06-07 | Basf Se | Aqueous binder for granular and/or fibrous substrates |
| WO2014086775A2 (en)* | 2012-12-05 | 2014-06-12 | Knauf Insulation | Binders |
| WO2017207355A1 (en)* | 2016-06-02 | 2017-12-07 | Knauf Insulation Sprl | Method of manufacturing composite products comprising a carbohydrate-based binder |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12104089B2 (en) | Binders and associated products | |
| RU2732948C2 (en) | Binder | |
| EP3469031B1 (en) | Binders | |
| US20190085204A1 (en) | Binder containing whey protein | |
| US20240150631A1 (en) | Composite products | |
| ES3034031T3 (en) | Wood boards | |
| RU2777604C2 (en) | Composite products | |
| RU2792811C2 (en) | Wood boards | |
| ES2900226T3 (en) | Improved binder compositions and uses thereof | |
| US20200199021A1 (en) | Mineral wool product |