聚酯組合物、方法及制品的制作方法
【專利摘要】公開了聚酯材料、制備聚酯材料的方法、該聚酯材料在粘結(jié)劑材料中的用途以及制造品。在一個(gè)實(shí)施方案中,提供制備聚酯溶液的方法,包括混合至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的單體以形成反應(yīng)混合物,和在第一溫度下聚合該單體直到達(dá)到所需酸值。隨后可以通過調(diào)節(jié)該溫度至低于第一溫度的第二溫度并向混合物中裝入水來形成聚酯溶液。該聚酯材料可以與交聯(lián)材料混合以形成粘結(jié)劑材料。該粘結(jié)劑材料隨后可用于形成制造品。
【專利說明】聚酯組合物、方法及制品
[0001] 發(fā)明背景
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及聚酯材料。本發(fā)明特別涉及制備聚酯材料的方法和包含聚酯材料的產(chǎn) 品。
【背景技術(shù)】
[0003] 甲醒是工業(yè)中使用的最常見的化學(xué)品之一。根據(jù)International Agency for Research on Cancer(IARC) ,2004年的國(guó)際產(chǎn)量超過460億鎊。甲醒眾所周知在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn) 室中作為防腐劑,作為防腐液和作為消毒劑。甲醛的主要用途在制造樹脂和用作化學(xué)中間 體。脲-甲醛(UF)和酚醛(PF)樹脂用于泡沫絕緣體中,在刨花板和膠合板的生產(chǎn)中用作 粘合劑,并用于處理紡織品。
[0004] 遺憾的是,甲醛在許多應(yīng)用中被認(rèn)為是不合意的。自1990年以來,多家公司已經(jīng) 試圖開發(fā)無甲醛產(chǎn)品,該產(chǎn)品等同于含有甲醛的產(chǎn)品,用于屋面玻璃墊和玻璃纖維絕緣。此 類產(chǎn)品,聚合物乳液和聚合物分散體,常常更加昂貴,并且不具有與傳統(tǒng)甲醛基樹脂相同的 性能。許多公司都在研究可持續(xù)的無甲醛粘合劑一如糖基粘合劑和其它生物基材料一 用于建筑材料。但是,這些材料并未表現(xiàn)出良好的機(jī)械性質(zhì)和性能。
[0005] 合意的是形成不含甲醛或具有減少量的甲醛的樹脂,該樹脂仍具有良好的機(jī)械性 質(zhì),或賦予基底以良好的機(jī)械性質(zhì)。
[0006] 發(fā)明概述
[0007] 本發(fā)明的方面涉及聚酯材料、制造該聚酯材料的方法、聚酯溶液和用于制造聚酯 溶液的方法,用于粘結(jié)劑材料的方法,以及使用該聚酯材料的制造品。
[0008] 在一方面,提供了制備聚酯溶液的方法,包括混合至少一種含有至少三個(gè)羧基的 有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的單體以形成反應(yīng)混合物,將該反應(yīng)混合 物加熱至第一溫度,在第一溫度下聚合該單體直到達(dá)到大約200至大約400mg KOH/g的酸 值,調(diào)節(jié)該溫度至低于第一溫度的第二溫度,并向反應(yīng)混合物中裝入水以形成聚酯溶液。在 另一方面,提供了形成制造品的方法,包括將該聚酯溶液施加到纖維材料。
[0009] 在另一方面,提供一種制造品,包括基底和聚酯材料,其中該聚酯材料由至少一種 含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸與至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的共聚合形成,并且 該基底包含纖維材料。
[0010] 在另一方面,提供粘結(jié)劑材料,該粘結(jié)劑材料使用包含由至少一種含有至少三個(gè) 羧基的有機(jī)酸與至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇形成的聚酯材料和交聯(lián)劑的制劑 來制備,所述交聯(lián)劑選自含三聚氰胺的樹脂、含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料、三聚氰胺、 丙烯酸系聚合物及其組合。
[0011] 在另一方面,提供了形成粘結(jié)劑材料的方法,包括形成聚酯溶液,包括混合至少一 種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸與至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的單體以形成反 應(yīng)混合物,將該反應(yīng)混合物加熱至第一溫度,在第一溫度下聚合該單體直到達(dá)到大約200 至大約400mg KOH/g的酸值,并調(diào)節(jié)該溫度至低于第一溫度的第二溫度,并向該聚酯溶液中 加入選自含三聚氰胺的樹脂、含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料、三聚氰胺、丙烯酸系聚合 物及其組合的交聯(lián)劑。
[0012] 在另一方面,提供一種制造品,包括基底與粘結(jié)劑材料,其中該基底選自玻璃纖 維、礦物纖維(礦棉)、聚酯纖維、纖維素材料及其組合,該粘結(jié)劑材料用于將基底一起粘接 成該制造品或粘接在該制造品中,并且使用以下配方制備該粘結(jié)劑材料,所述配方包含由 至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸與至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇和選自含 三聚氰胺的樹脂、含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料、三聚氰胺、丙烯酸系聚合物及其組合 的交聯(lián)劑形成的聚酯材料。
[0013] 在另一方面,提供粘結(jié)劑材料,并且該粘結(jié)劑材料使用以下配方制備,所述配方包 括由至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇形成 的聚酯材料、含乙烯基醇的聚合物、醛化合物和丙烯酸系聚合物。
[0014] 在另一方面,提供形成粘結(jié)劑材料的方法,該方法包括形成聚酯溶液,包括混合至 少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸與至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的單體以形 成反應(yīng)混合物,將該反應(yīng)混合物加熱至第一溫度,在第一溫度下聚合該單體直到達(dá)到大約 200至大約400mg KOH/g的酸值,并調(diào)節(jié)該溫度至低于第一溫度的第二溫度,并向該聚酯溶 液中加入含乙烯基醇的聚合物、醛化合物和丙烯酸系聚合物。
[0015] 在另一方面,提供了一種制造品,所述制造品包括基底與粘結(jié)劑材料,其中該基底 選自玻璃纖維、礦物纖維(礦棉)、聚酯纖維、纖維素材料及其組合,該粘結(jié)劑材料用于將基 底一起粘接成該制造品或粘接在該制造品中,并且使用以下配方制備該粘結(jié)劑材料,并且 該粘結(jié)劑材料使用包含以下成分的配方制備:由至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至 少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇形成的聚酯材料、含乙烯基醇的聚合物、醛化合物和 丙烯酸系聚合物。
[0016] 在另一方面,提供一種粘結(jié)劑材料,并且該粘結(jié)劑材料使用包括以下組分的配方 制備:由至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇形 成的聚酯材料,選自含三聚氰胺的樹脂、含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料及其組合的交聯(lián) 劑。
[0017] 在另一方面,提供形成粘結(jié)劑材料的方法,所述方法包括形成聚酯溶液,包括混合 至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的單體以 形成反應(yīng)混合物,將該反應(yīng)混合物加熱至第一溫度,在第一溫度下聚合該單體直到達(dá)到大 約200至大約400mg KOH/g的酸值,并將溫度調(diào)節(jié)至低于該第一溫度的第二溫度;和向該聚 酯溶液中加入選自含三聚氰胺的樹脂、含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料及其組合的交聯(lián) 劑。
[0018] 在另一方面,提供包括基底與粘結(jié)劑材料的制造品,其中該基底選自玻璃纖維、礦 物纖維(礦棉)、聚酯纖維、纖維素材料及其組合,該粘結(jié)劑材料用于將基底一起粘接成該 制造品或粘接在該制造品中,并且該粘結(jié)劑材料使用包含以下組分的配方來制備:由至少 一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇形成的聚酯材 料,和選自含三聚氰胺的樹脂、含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料及其組合的交聯(lián)劑。
[0019] 在另一方面,提供一種粘結(jié)劑材料,并且該粘結(jié)劑材料使用包括以下組分的配方 來制備:由至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇 形成的聚酯材料、不含甲醛的醛組分,以及三聚氰胺和/或三聚氰胺衍生物。
[0020] 在另一方面,提供形成粘結(jié)劑材料的方法,包括形成聚酯溶液,包括混合至少一種 含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的單體以形成反應(yīng) 混合物,將該反應(yīng)混合物加熱至第一溫度,在第一溫度下聚合該單體直到達(dá)到大約200至 大約400mg KOH/g的酸值,并調(diào)節(jié)該溫度至低于第一溫度的第二溫度,向該聚酯溶液中加入 三聚氰胺和/或三聚氰胺衍生物,并向該聚酯溶液中加入醛化合物。
[0021] 在另一方面,提供一種包括基底與粘結(jié)劑材料的制造品,其中該基底選自玻璃纖 維、礦物纖維(礦棉)、聚酯纖維、纖維素材料及其組合,該粘結(jié)劑材料用于將基底一起粘接 成該制造品或粘接在該制造品中,并且該粘結(jié)劑材料使用包含以下組分的配方來制備:由 至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇形成的聚 酯材料、醛化合物以及三聚氰胺和/或三聚氰胺衍生物。
[0022] 優(yōu)選實(shí)施方案描述
[0023] 本發(fā)明的實(shí)施方案涉及形成聚酯材料,并涉及形成混有本文中所述的聚酯材料的 粘結(jié)劑材料。
[0024] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中,提供一種用于制備聚酯材料的方法,包括混合至少 一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇的單體以形成 反應(yīng)混合物,和在第一溫度下聚合該單體直到達(dá)到所需酸值。隨后可以通過調(diào)節(jié)該溫度至 低于第一溫度的第二溫度并向混合物中裝入水來形成聚酯溶液。任選地,該有機(jī)酸和該多 羥基醇可以在催化劑的存在下反應(yīng)。用于該反應(yīng)的任何多相催化劑可以從該聚酯溶液中除 去。本文中所述的方法據(jù)信產(chǎn)生具有相對(duì)高分子量的水溶性聚酯材料,并且不含有甲醛。
[0025] 該聚酯材料形成方法開始于提供至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一 種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇以形成反應(yīng)混合物,其單體隨后反應(yīng)以形成聚酯材料。任 選地,隨后可以在催化劑的存在下一起提供有機(jī)酸和多羥基醇以形成該反應(yīng)混合物。
[0026] 含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸可以是含有至少三個(gè)羧基的一種或多種有機(jī)多酸, 各自包括但不限于諸如三酸和具有四個(gè)或更多個(gè)羧酸基團(tuán)的酸的材料。合適的有機(jī)酸的 實(shí)例包括但不限于檸檬酸、癸二酸、己二酸、富馬酸、乳酸、六氫鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二 甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、二羥甲基丙酸、鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、 1,4_環(huán)己二酸、偏苯三酸酐、馬來酸酐及其組合。該有機(jī)酸可以是無水形式,如無水有機(jī)酸。 該有機(jī)酸可以占該反應(yīng)混合物的大約50重量%至大約80重量%。該有機(jī)酸可以占該聚合 物的大約50重量%至大約80重量%?;蛘撸哂猩儆谌齻€(gè)羧基的一種或多種有機(jī)酸,如單 酸和二酸,可以與至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸組合使用。
[0027] 含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇可以是含有至少三個(gè)羥基的一種或多種多元醇,各 自選自甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、乙二醇、丙二醇、二乙二醇、2-甲基-丙二醇、 2, 2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-甲基-1,3-丙二醇、2- 丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、 1,4-二羥甲基環(huán)己烷、2, 2, 4-三甲基-1,3-戊二醇、1,6-己二醇、季戊四醇、二(三羥甲基) 丙烷、山梨糖醇及其組合。該多羥基醇可以占該反應(yīng)混合物的大約20重量%至大約50重 量%。該多羥基醇可以占該聚合物的大約20重量%至大約50重量%?;蛘?,一種或多種 二醇可以與含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇組合使用。
[0028] 該多羥基醇可以進(jìn)一步具有一個(gè)或多個(gè)胺取代基和/或一個(gè)或多個(gè)羧甲基取代 基。具有一個(gè)或多個(gè)胺取代基、一個(gè)或多個(gè)羧甲基取代基的多羥基醇的實(shí)例是具有三個(gè)或 多個(gè)羥基的鏈烷醇胺。鏈烷醇胺是在烷烴骨架上帶有羥基(-0H)和/或叔氨基(-NR2)官 能團(tuán)的化學(xué)化合物。合適的鏈烷醇胺的實(shí)例是三乙醇胺、三異丙醇胺或其組合?;蛘?,該多 羥基醇不含有胺取代基和/或不含有羧甲基取代基。
[0029] 可以以1:3至3:1,如0. 9:1至1:0. 9的有機(jī)酸對(duì)多羥基醇的摩爾比向該反應(yīng)混合 物提供有機(jī)酸和多羥基醇。
[0030] 任選的催化劑可以是路易斯酸催化劑。合適的路易斯酸催化劑可以選自丁基亞錫 酸、溴化亞錫、氯化鐵、氯化鋅、溴化鋅、氯化鋁及其組合。該路易斯催化劑可以是多相催化 齊IJ,如丁基亞錫酸,或均相催化劑,如溴化亞錫、氯化鐵、氯化鋅、溴化鋅、氯化鋁及其組合。 該催化劑,如果存在的話,可以占該反應(yīng)混合物的大約〇.〇1重量%至大約2重量%,如大 約0. 02%至大約0. 2重量%。
[0031] 任選地,含乙烯基醇的聚合物可用于該反應(yīng)混合物。含乙烯基醇的聚合物可以是 聚乙烯醇(PV0H或PVA)、其衍生物或其共聚物。該聚乙烯醇可以以反應(yīng)混合物總重量的大 約0. 1重量%至大約20重量%,如大約5重量%至大約13重量%的量存在于該反應(yīng)混合 物中。該聚乙烯醇可以具有大約10, 〇〇〇至大約186, 000,如大約13, 000至大約23, 000的 分子量。聚乙烯醇(PVA)通過水解聚(乙酸乙烯酯)來制備。取決于水解程度,PVA通常 分為兩類,即部分水解的(86-94% )和完全水解的(>98% )。聚乙烯醇的衍生物可以包括 含有乙烯基醇的共聚物。
[0032] 合適的聚乙烯醇的實(shí)例包括但不限于SELV0L?103聚乙烯醇、SELV0L?418聚乙烯 醇、SELV0L?502聚乙烯醇、SELV0L?205聚乙烯醇及其組合。該聚乙烯醇可以是固體形式或 作為水溶液。例如,聚乙烯醇(PVOH)可以以20%的PVOH SELV0L?103聚乙烯醇的水溶液 形式提供,其可以購(gòu)自 Sekisui Specialty Chemicals, Calvert City, Kentucky。
[0033]該反應(yīng)混合物可以加熱并保持在大約100°C至大約200°C,例如大約140°C的第一 溫度下。據(jù)信,在該方法的這一部分,單體反應(yīng)形成預(yù)聚物。該反應(yīng)混合物可以進(jìn)一步包含 水,單獨(dú)或作為組分溶液的一部分。
[0034] 該反應(yīng)在第一溫度下持續(xù),直到該反應(yīng)混合物的酸值為大約200至大約400mg KOH/g,如大約230至大約300mgKOH/g,例如大約240至大約270mgKOH/g。該酸值,或酸 價(jià),是中和一克化學(xué)物質(zhì)所需的以毫克為單位的氫氧化鉀(KOH)的質(zhì)量,因此,酸值是化學(xué) 化合物中羧酸基團(tuán)量的量度。使用ASTMD-1639試驗(yàn)方法測(cè)定酸值。
[0035] 該反應(yīng)可以進(jìn)行任意時(shí)間段以實(shí)現(xiàn)所需酸值。例如,該反應(yīng)可以進(jìn)行大約1. 5小 時(shí)至大約8小時(shí),如大約2小時(shí)至大約3小時(shí)。
[0036] 該反應(yīng)混合物隨后降低至低于該第一溫度的第二溫度。第二溫度可以是大約80°C 至大約KKTC,例如大約90°C。進(jìn)行該反應(yīng)直到其中達(dá)到所述酸值,隨后降低溫度,使得能 夠形成水溶性聚酯材料。據(jù)信在本文中所述的酸值下改變溫度防止或限制了預(yù)聚物進(jìn)一步 縮合。如果令該反應(yīng)繼續(xù),預(yù)聚物將進(jìn)一步縮合以形成具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的熱固性聚酯,該熱固 性聚酯不溶于水和許多常見溶劑。
[0037] 隨后可以向具有形成的聚酯材料的反應(yīng)混合物中裝入水,并可以除去任何催化劑 以形成聚酯溶液或分散液。該聚酯溶液可以包含大約20重量%至大約85重量%的水?;?者,該聚酯材料溶液可以具有該溶液的大約5重量%至大約80重量%,如大約20重量%至 大約66重量%的固含量。
[0038] 該聚酯材料可以具有大約1,000至大約10, 000,如大約2, 000至大約5, 000的分 子量(MW)。該聚酯材料可以具有大約-20°C至大約20°C,例如大約-14°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫 度(Tg)。該聚酯材料是水溶性的。該聚酯材料可以具有大約200至大約400mg KOH/g,如 大約230至大約300mg KOH/g,例如大約240至大約270mg KOH/g的酸值。該聚酯材料不含 甲醛。
[0039] 當(dāng)該聚酯在提高的溫度下進(jìn)一步縮和時(shí),該聚酯將形成熱固性材料,所述材料已 經(jīng)被觀察到具有如下文實(shí)施例和表中所顯示的良好的機(jī)械性質(zhì)和優(yōu)異的耐化學(xué)品性。固化 的聚酯可能具有大約40°C至大約80°C,例如大約55°C的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。
[0040] 任選地,該聚酯材料被觀察到是高度支化的,如通過具有高酸值的聚酯材料和使 用多官能酸和多官能醇所觀察到的那樣。該聚酯材料已經(jīng)觀察到具有大約I.lg/cm3至大 約I. 2g/cm3的密度。高度支化的聚合物稱為超支化聚合物,該超支化聚合物具有高度支化 的分子結(jié)構(gòu)和大量反應(yīng)性末端基團(tuán),如羥基和羧基,導(dǎo)致高度交聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
[0041] 該聚酯材料溶液在66%的固含量下可以具有大約5cps至大約2000cps,如大約 300cps至大約500cps的粘度。該聚酯材料溶液可以具有大約1至大約3,如大約I. 0至大 約1.9的pH水平。
[0042] 本文中所述的聚酯材料可用于制備制造品,其中聚酯材料用于將基底粘合或粘接 在一起。制造品可以通過將該聚酯材料施加到基底上來形成。該基底可以是纖維材料形式。 該纖維材料可以包含玻璃纖維、礦物纖維(礦棉)、聚酯纖維、纖維素材料及其組合。該纖維 材料可以包含非織造纖維材料,選自玻璃纖維氈、礦物纖維(礦棉)、聚酯纖維、非織造玻璃 纖維紙、纖維素材料和纖維素纖維及其組合。該纖維材料可以占該制造品的大約70重量% 至大約95重量%,如78重量%至大約85重量%。
[0043] 本文中所述的聚酯材料可以在施加到基底(如本文中所述的纖維材料)之前或之 后固化。該聚酯材料可以在大約176°C (350 °F )至大約233°C (450 °F ),如191°C (376 °F ) 至大約220°C (430 °F ),例如大約204°C (400 °F )至大約220°C (430 °F )的溫度下固化。 在一個(gè)實(shí)施方案中,該固化過程可以進(jìn)行大約I至大約6分鐘,如大約I至3分鐘。在一個(gè) 實(shí)施方案中,在施加該粘結(jié)劑之后和在固化該基底之前,粘結(jié)劑與基底的濕幅強(qiáng)度可以是 大約180克至大約400克,如大約200克至大約350克,例如大約250克至大約350克。
[0044] 在本文中所述的玻璃微纖維紙?jiān)囼?yàn)中已經(jīng)觀察到本文中所述的聚酯材料具有與 脲醛樹脂相當(dāng)或改進(jìn)的機(jī)械性質(zhì)。已經(jīng)觀察到該聚酯材料具有大約12MPa至大約16MPa,如 大約13. 8MPa至大約15. 3MPa的拉伸強(qiáng)度。
[0045] 在本文中所述的玻璃氈試驗(yàn)中已經(jīng)觀察到本文中所述的聚酯材料具有良好的機(jī) 械性質(zhì)和優(yōu)異的耐溶劑性,例如固化的聚酯在丙酮、THF和甲醇中是不溶的,并且不表現(xiàn)出 可觀察到的溶脹,這表明本文中所述的聚酯材料(PGC)被認(rèn)為具有高交聯(lián)密度。溶脹是一 種可觀察到的現(xiàn)象,其中具有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的交聯(lián)的聚合物與溶劑相互作用,使得當(dāng)溶劑進(jìn)入 聚合物時(shí),聚合物體積增加,網(wǎng)絡(luò)連接點(diǎn)移開。聚合物總體積增加至網(wǎng)絡(luò)與溶劑的總體積。 體積增加的程度取決于交聯(lián)度。
[0046] 已經(jīng)觀察到該聚酯材料具有大約40鎊/I. 5英寸至大約80鎊/I. 5英寸,如大約 44磅/1. 5英寸至大約55磅/1. 5英寸的干拉伸強(qiáng)度。已經(jīng)觀察到該聚酯材料具有大約3 磅/1. 5英寸至大約40磅/1. 5英寸,如大約17磅/1. 5英寸至大約22磅/1. 5英寸的濕拉 伸強(qiáng)度。已經(jīng)觀察到該聚酯材料具有大約17%至大約21%,如大約18%至大約20. 5%的 灼燒失量(LOI)百分比。
[0047] 該聚酯材料可以與交聯(lián)劑進(jìn)一步反應(yīng)以形成粘結(jié)劑材料。合適的交聯(lián)劑包括含三 聚氰胺的樹脂、含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料、三聚氰胺、丙烯酸系聚合物及其組合。該 聚酯材料不含環(huán)氧聚合物和/或不含異氰酸酯。
[0048] 包括醛化合物、聚乙烯醇及其組合的附加材料可以與交聯(lián)劑一起使用以形成該粘 結(jié)劑材料。該聚酯材料可以包含大約50重量%至大約99.9重量%的該粘結(jié)劑材料。該交 聯(lián)劑可以占該粘結(jié)劑材料的大約〇. 1重量%至大約50重量%。該附加材料可以占該粘結(jié) 劑材料的大約〇. 1重量%至大約20重量%。該聚酯材料、該交聯(lián)劑和該附加材料增加至該 粘結(jié)劑材料的1〇〇重量%。
[0049] 在該粘結(jié)劑材料的一個(gè)實(shí)施方案中,本文中所述的聚酯材料可以與水基含三聚氰 胺的樹脂、含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料及其組合混合以形成固化的粘結(jié)劑材料。合適 的含三聚氰胺的樹脂包括三甲氧基甲基三聚氰胺樹脂、二羥甲基甲基三聚氰胺樹脂和二羥 甲基三聚氰胺樹脂及其組合。含三聚氰胺的樹脂的實(shí)例包括Astro Mel NW-3A樹脂、Astro Celrez DR-3樹脂、Astro Celrez LA-15樹脂、Astro Mel 400樹脂及其組合,其均可購(gòu)自 Morganton, North Carolina 的 Momentive Specialty Chemicals Inc。該含三聚氰胺的樹 脂可以占該粘結(jié)劑材料的大約5. 0重量%至大約20. 0重量%,如大約10. 0重量%至大約 12. 5重量%。
[0050] 已經(jīng)觀察到由聚酯材料和含三聚氰胺的樹脂制成的固化粘結(jié)劑材料具有大約40 磅/1. 5英寸至大約90磅/1. 5英寸,如大約60磅/1. 5英寸至大約80磅/1. 5英寸的干拉 伸強(qiáng)度;具有大約20磅/I. 5inch至大約60磅/1. 5英寸,如大約20磅/1. 5英寸至大約54 磅/1. 5英寸的濕拉伸強(qiáng)度;并具有大約14%至大約21%,如大約15 %至大約21 %的灼燒 失量(LOI)百分比。
[0051] 對(duì)于含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的粘結(jié)劑材料,本文中所述的聚酯材料可以與含 聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料(如在乳液中)混合以形成固化的粘結(jié)劑材料。該含聚 (N-羥甲基丙烯酰胺)乳液可以包含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)(PNMAM)聚合物(均聚物)或 包括聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的共聚物,如基于N-羥甲基丙烯酰胺單體的含聚(N-羥甲基 丙烯酰胺)的無規(guī)或嵌段共聚物。含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)乳液的實(shí)例包括RHOPLEXtm GL720、RH0PLEX? GL618及其組合。該含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)乳液可以具有30重量% 至60重量%的水,例如RH0PLEX? GL 720是45重量%的含有水的含聚(N-羥甲基丙烯酰 胺)的材料。該含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料可以占該粘結(jié)劑材料的大約5.0重量% 至大約30. 0重量%,如大約10. 0重量%至大約15. 0重量%。RH0PLEX? GL乳液可購(gòu)自Dow Chemical〇
[0052] 已經(jīng)觀察到由聚酯材料和含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料制成的固化的粘結(jié)劑 材料具有大約40磅/1. 5英寸至大約100磅/1. 5英寸,如大約60磅/1. 5英寸至大約80 磅/1. 5英寸的干拉伸強(qiáng)度;具有大約20磅/1. 5英寸至大約50磅/1. 5英寸,如大約30 磅/I. 5英寸至大約46磅/I. 5英寸的濕拉伸強(qiáng)度;并具有大約18 %至大約21%,如大約 18. 5 %至大約20. 5%的灼燒失量(LOI)百分比。
[0053] 與水基含三聚氰胺的樹脂、含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料及其組合組合的本 文中所述的聚酯材料的粘結(jié)劑材料可以進(jìn)一步包括聚乙烯醇。并且如果存在的話,可以占 該粘結(jié)劑材料的大約〇. 1重量%至大約20重量%,如大約5重量%至大約13重量%。
[0054] 在該粘結(jié)劑材料的另一個(gè)實(shí)施方案中,本文中所述的聚酯材料可以與三聚氰胺和 /或三聚氰胺衍生物混合以形成固化的粘結(jié)劑材料。該三聚氰胺和/或三聚氰胺衍生物可 以占該粘結(jié)劑材料的大約5重量%至大約23重量%,如大約11重量%至大約13重量%。 該聚酯材料與三聚氰胺和/或三聚氰胺衍生物可以在附加材料醛(如本文中所述)如乙二 醛的存在下混合。三聚氰胺對(duì)醛的摩爾比可以為至少1: 1,如1:1. 1至1:1. 5。該醛化合物, 如果存在的話,可以占該粘結(jié)劑材料的大約5. 0重量%至大約12. 0重量%,如大約5. 4重 量%至大約11.0重量%。該粘結(jié)劑材料可以進(jìn)一步包括聚乙烯醇,并且如果存在的話,可 以占該粘結(jié)劑材料的大約〇. 1重量%至大約20重量%,如大約5重量%至大約13重量%。
[0055] 已經(jīng)觀察到由聚酯材料和三聚氰胺制成的固化的粘結(jié)劑材料具有大約40磅/1. 5 英寸至大約100磅/1. 5英寸,如大約59磅/1. 5英寸至大約75磅/1. 5英寸的干拉伸強(qiáng) 度;具有大約20磅/1. 5英寸至大約70磅/1. 5英寸,如大約33磅/1. 5英寸至大約49磅 /1.5英寸的濕拉伸強(qiáng)度;并具有大約15%至大約25%,如大約17%至大約21%的灼燒失 量(LOI)百分比。
[0056] 在該粘結(jié)劑材料的另一個(gè)實(shí)施方案中,本文中所述的聚酯材料可以與丙烯酸系聚 合物混合以形成固化的粘結(jié)劑材料。該丙烯酸系聚合物可以是不含甲醛的丙烯酸系聚合 物。合適的丙烯酸系聚合物包括聚丙烯酸、聚丙烯酸系醚聚合物、聚丙烯酸系酯聚合物、聚 丙烯酸系胺聚合物及其組合。丙烯酸系聚合物的實(shí)例包括Aquaset? 100溶液、Aquaset? 600溶液及其組合。該丙烯酸系聚合物可以以溶液形式提供,例如Aquaset? 100溶液是 50%的丙烯酸系聚合物溶液。該丙烯酸系聚合物可以占該粘結(jié)劑材料的大約0. 1重量%至 大約20重量%,如大約2重量%至大約10重量%。
[0057] 該聚酯材料與丙烯酸系聚合物混合,并可以包括附加材料,如醛和聚乙烯醇。該聚 酯材料和丙烯酸系聚合物可以在本文中所述的醛如乙二醛和/或本文中所述的聚乙烯醇 的存在下混合。該醛化合物,如果存在的話,可以占該粘結(jié)劑材料的大約5.0重量%至大約 12. 0重量%,如大約5. 4重量%至大約11. 0重量%。該粘結(jié)劑材料可以進(jìn)一步包括聚乙烯 醇,并且如果存在的話,可以占該粘結(jié)劑材料的大約0. 1重量%至大約20重量%,如大約5 重量%至大約13重量%。
[0058] 已經(jīng)觀察到由聚酯材料和丙烯酸系聚合物制成的固化的粘結(jié)劑材料具有大約40 磅/1. 5英寸至大約110磅/1. 5英寸,如大約74磅/1. 5英寸至大約94磅/1. 5英寸的干 拉伸強(qiáng)度;具有大約30磅/1. 5英寸至大約70磅/1. 5英寸,如大約41磅/1. 5英寸至大約 58磅/1.5英寸的濕拉伸強(qiáng)度;并具有大約18%至大約21%,如大約19%至大約20%的灼 燒失量(LOI)百分比。
[0059] 該醛化合物可以包含一種或多種不含甲醛的醛化合物,如二醛化合物。合適的二 醛化合物的實(shí)例包括乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛及其組合。該醛化合物可以以溶液形 式提供,例如乙二醛以大約40%的乙二醛溶液提供。該醛化合物,如果存在的話,可以占該 粘結(jié)劑材料的大約5重量%至大約20重量%,如大約5. 4重量%至大約11重量%。醛化 合物的加入據(jù)信改善了三聚氰胺樹脂、三聚氰胺的溶解度,并在用于粘結(jié)劑材料的溶液中 與聚乙烯醇和該聚酯的羥基基團(tuán)交聯(lián)。
[0060] 本文中描述了含乙烯基醇的聚合物。該聚乙烯醇可以以溶液形式提供,例如 SELV0L? 502以18%至20%的聚乙烯醇溶液形式提供。該聚乙烯醇,如果存在的話,可以 占該粘結(jié)劑材料的大約〇. 1重量%至大約20重量%,如大約5重量%至大約13重量%。 [0061] 水,如果必要的話,可以單獨(dú)加入以形成該粘結(jié)劑材料.
[0062] 還可以包含任選的粘結(jié)劑催化材料以便由本文中所述的聚酯材料形成各種粘結(jié) 劑材料。任選的粘結(jié)劑催化劑還可以是胺-基催化劑。合適的胺-基催化劑可以包括硝酸 銨、氯化銨、硫酸銨及其組合。胺-基鹽可以作為潛在的催化劑,當(dāng)其在一定溫度下熱分解 時(shí)將是活性的。胺-基催化劑的一個(gè)實(shí)例是Fentak CT 0234,其可購(gòu)自Morganton, North Carolina的Momentive Specialty Chemicals Inc。該粘結(jié)劑催化劑,如果存在的話,可以 占該粘結(jié)劑材料的大約〇. 1重量%至大約2. 0重量%,如大約0. 14重量%至大約0. 5重 量%。
[0063] 任選的粘結(jié)劑催化劑還可以是含氧酸,其包括任何含有氧的無機(jī)酸。合適的含氧 酸包括但不限于硝酸、硫酸、磷酸、其衍生物及其組合。任選的粘結(jié)劑催化材料的實(shí)例包括 次磷酸、亞磷酸、磷酸及其組合。該任選的粘結(jié)劑催化材料可以占該粘結(jié)劑材料的大約0. 5 重量%至大約5重量%,如大約2重量%至大約4重量%。
[0064] 在形成具有三聚氰胺樹脂的粘結(jié)劑材料的方法的一個(gè)實(shí)施方案中,該粘結(jié)劑材料 可以通過下列方法形成。以溶液形式提供本文中所述的聚酯材料,并任選可以與聚(乙烯 醇)混合。該溶液可以含有10重量%至80重量%的在水中的聚酯溶液,如20重量%至66 重量%的在水中的聚酯溶液。包括催化劑的任何添加劑、任何任選的醛化合物以及水可以 隨后加入到該聚酯材料溶液中。該交聯(lián)材料如三聚氰胺樹脂在攪拌下裝入到該溶液中。該 方法在大氣壓力和大氣溫度下進(jìn)行。
[0065] 在形成具有含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料的粘結(jié)劑材料的方法的一個(gè)實(shí)施方 案中,該粘結(jié)劑材料可以通過下列方法形成。以溶液形式提供本文中所述的聚酯材料,并任 選可以與聚(乙烯醇)混合。該溶液可以含有20重量%至80重量%的在水中的聚酯溶液。 添加劑、任何任選的醛化合物以及水可以隨后加入到該聚酯材料溶液中。該交聯(lián)材料如含 聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料在攪拌下裝入到該溶液中。該方法在大氣壓力和大氣溫度 下進(jìn)行。
[0066] 在形成具有含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料的粘結(jié)劑材料的方法的另一個(gè)實(shí)施 方案中,該粘結(jié)劑材料可以通過下列方法形成。以溶液形式提供本文中所述的聚酯材料,并 在攪拌下向該溶液中裝入含聚(N-羥甲基丙烯酰胺)的材料。該方法在大氣壓力和大氣溫 度下進(jìn)行。
[0067] 在形成具有三聚氰胺的粘結(jié)劑材料的方法的一個(gè)實(shí)施方案中,該粘結(jié)劑材料可以 通過下列方法形成。以溶液形式提供本文中所述的聚酯材料并與三聚氰胺粉末混合。該混 合物在攪拌下在如大約50°C至大約90°C,例如在70°C下加熱大約0. 5小時(shí)至3小時(shí),例如 大約1小時(shí)。加入醛化合物如乙二醛,最終溶液在大約50°C至大約90°C下,例如在70°C下 連續(xù)攪拌大約1分鐘至大約20分鐘,如大約5至大約10分鐘。該方法在大氣壓下進(jìn)行。任 選地,聚乙烯醇可以在環(huán)境溫度下與最終溶液混合。
[0068] 在該實(shí)施方案中,三聚氰胺首先在80°C下溶解在該聚酯溶液(PGC)中,隨后以1:1 的比加入乙二醛以獲得在環(huán)境溫度下的透明溶液、據(jù)信三聚氰胺與PGC聚酯的羧基在少量 乙二醛的存在下反應(yīng)以形成三聚氰胺"鹽"(PGCM)。已經(jīng)觀察到,三聚氰胺在大約80°C下溶 解在PGC溶液中,當(dāng)三聚氰胺的量增加時(shí),PGCM的pH值升高,并且PGCM-基粘結(jié)劑與PGC相 比改善了濕拉伸強(qiáng)度,據(jù)信,三聚氰胺可以在大約200°C下固化的過程中與PGCM的羧基反 應(yīng)。
[0069] 在形成具有三聚氰胺的粘結(jié)劑材料的方法的另一個(gè)實(shí)施方案中,該粘結(jié)劑材料可 以通過下列方法形成。以溶液形式提供本文中所述的聚酯材料并與三聚氰胺粉末混合。該 混合物在攪拌下在如大約50°C至大約90°C,例如在70°C下加熱大約0. 5小時(shí)至3小時(shí),例 如大約1小時(shí)。在該溶液冷卻至環(huán)境溫度后,加入醛化合物如乙二醛、聚乙烯醇以及水。該 方法在大氣壓下進(jìn)行。
[0070] 在形成具有丙烯酸系聚合物的粘結(jié)劑材料的方法的另一個(gè)實(shí)施方案中,該粘結(jié)劑 材料可以通過下列方法形成。本文中所述的聚酯材料、水、丙烯酸系聚合物溶液、醛化合物 和聚乙烯醇在攪拌下在室溫和大氣壓下混合。如前所述在添加前,該聚乙烯醇可以任選通 過在水中,如在大約80°C下加熱一段時(shí)間(如大約一小時(shí))從而在水中稀釋至20% PVA來 形成。該方法也可以不含環(huán)氧聚合物和/或不含異氰酸酯。 實(shí)施例
[0071] 提供下列實(shí)施例以說明本發(fā)明的各方面。該實(shí)施例并非意在限制本發(fā)明的范圍, 這些實(shí)施例不應(yīng)如此解釋。除非另行說明,量為重量份或重量百分比。
[0072] 聚酯材料實(shí)例
[0073] 在下面的實(shí)施例1-7和表1-4中,各組分確定如下。甘油是99+重量%的甘油,可 購(gòu)自51:.1〇1118,]\^88〇111';[的31811^-六1(11';[(311。98%的三輕甲基丙燒購(gòu)自31811^-六1(11';[(311。朽 1 檬酸是商購(gòu)可得的無水檸檬酸。Fascat9100催化劑是多相錫催化劑,丁基亞錫酸,可購(gòu)自 Tarrytown,NewYork的MomentivePerformanceMaterials。0C9501 玻璃纖維是基于E玻 璃的玻璃纖維,可購(gòu)自Toledo,Ohio的OwensCorningt5WhatmanGF/A玻璃微纖維濾紙可購(gòu) 自Pittsburg,Pennsylvania的FisherScientific。RhodiaVP-532 是燒基胺乙氧基化牛 月旨,可購(gòu)自Cranbury,NewJersey的RhodiaGroup。SuperflocA-130 絮凝劑是陰離子聚 丙烯醜胺,可購(gòu)自WoodlandPark,NewJersey的CytecIndustries,Inc。FentakCT0234 催化劑是胺鹽,脂族胺和銨鹽組合物,可購(gòu)自Morganton,NorthCarolina的Momentive SpecialtyChemicalsInc0SELV0L?502是可購(gòu)自SekisuiSpecialtyChemicals,Calvert City,Kentucky的聚乙烯醇。
[0074] 實(shí)施例I
[0075] 如下進(jìn)行聚(檸檬酸甘油酯)(PGC)的合成。向裝有機(jī)械攪拌器、溫度計(jì)、氮?dú)馊?口、水冷凝器和迪安-斯塔克水接收器的四口圓底燒瓶中加入無水檸檬酸(640. 0克)、99% 甘油(320. 0克)和Fascat9100(1. 9克)。混合物在氮?dú)鈿夥障录訜嶂?40°C大約3小時(shí)。 混合物變成澄清液體,并在迪安-斯塔克水接收器中收集副產(chǎn)物水。在聚合的后期階段觀 察到氣泡和泡沫。當(dāng)酸值(酸價(jià))為230至270mg K0H/g時(shí),將反應(yīng)冷卻至90°C。將水裝 入燒瓶形成無色溶液。過濾去除多相錫催化劑。
[0076] 實(shí)施例2
[0077] 如下進(jìn)行聚(三羥甲基丙烷-檸檬酸甘油酯)-A(PGTC-A)的合成。向裝有機(jī)械攪 拌器、溫度計(jì)、氮?dú)馊肟凇⑺淠骱偷习?斯塔克水接收器的四口圓底燒瓶中加入無水檸 檬酸(168.0克)、98%三羥甲基丙烷(40.0克)、99%甘油(60.0克)和Fascat 9100(0.06 克)。混合物在氮?dú)鈿夥障录訜嶂?40°C下2小時(shí)。混合物變成澄清液體,并在迪安-斯塔 克水接收器中收集副產(chǎn)物水。在聚合的后期階段觀察到氣泡和泡沫。當(dāng)酸值為230至270mg KOH/g時(shí),將反應(yīng)冷卻至90°C。將水裝入燒瓶形成無色溶液。過濾去除多相錫催化劑。
[0078] 實(shí)施例3
[0079] 如下進(jìn)行聚(三羥甲基丙烷-檸檬酸甘油酯)-B(PGTC-B)的合成。向裝有機(jī)械攪 拌器、溫度計(jì)、氮?dú)馊肟凇⑺淠骱偷习?斯塔克水接收器的四口圓底燒瓶中加入無水檸 檬酸(168.0克)、98%三羥甲基丙烷(60.0克)、99%甘油(40. 8克)和Fascat 9100(0.06 克)。混合物在氮?dú)鈿夥障录訜嶂?40°C下2小時(shí)?;旌衔镒兂沙吻逡后w,并在迪安-斯塔 克水接收器中收集副產(chǎn)物水。在聚合的后期階段觀察到氣泡和泡沫。當(dāng)酸值為230至270mg KOH/g時(shí),將反應(yīng)冷卻至90°C。將水裝入燒瓶形成無色溶液。過濾去除多相錫催化劑。
[0080] 實(shí)施例4
[0081] 如下進(jìn)行聚(三羥甲基丙烷-檸檬酸酯)(PTC)的合成。向裝有機(jī)械攪拌器、溫 度計(jì)、氮?dú)馊肟凇⑺淠骱偷习?斯塔克水接收器的四口圓底燒瓶中加入無水檸檬酸 (156. 0克)、98%三羥甲基丙烷(120. 0克)和Fascat 9100(0. 06克)?;旌衔镌诘?dú)鈿夥?下加熱至140°C下2小時(shí)。混合物變成澄清液體,并在迪安-斯塔克水接收器中收集副產(chǎn)物 水。在聚合的后期階段觀察到氣泡和泡沫。當(dāng)酸值(酸價(jià))為230至270mg KOH/g時(shí),將 反應(yīng)冷卻至90°C。將水裝入燒瓶形成無色溶液。過濾去除多相錫催化劑。
[0082] 實(shí)施例5
[0083] 通過如下進(jìn)行Whatman GF/A玻璃微纖維濾紙樣品的制備來進(jìn)行在聚(檸檬酸甘 油酯)在不含粘結(jié)劑的玻璃纖維紙上的評(píng)估。使用刮涂棒用實(shí)施例1中制得的22%粘結(jié)劑 溶液浸透8 X 19厘米的矩形Whatman GF/A玻璃微纖維濾紙。具有粘結(jié)劑的紙隨后在Methis Labdryer 上在 191°C (375 °F )下固化 3 分鐘。采用 ASTM-5035 在 Instron?6655 上測(cè)量樣 品的拉伸強(qiáng)度。拉伸試驗(yàn),也稱為張力測(cè)試,是一種基礎(chǔ)材料科學(xué)實(shí)驗(yàn),其中對(duì)樣品施以單 軸拉伸直至發(fā)生故障,在目前的試驗(yàn)中,故障是試樣破裂。
[0084] 實(shí)施例6
[0085] 如下進(jìn)行PGC、PTC或PGTC粘結(jié)劑在玻璃氈手抄紙上的評(píng)估。處理玻璃纖維。將 7. 9克具有19毫米平均長(zhǎng)度和18微米直徑的濕玻璃纖維0C9501浸沒在含有0. 6克Rhodia VP-532/SPB 的 40 克水中 2 小時(shí)。玻璃纖維 0C9501 由 Owens Corning 提供。Rhodia VP-532 獲自 Rhodia Group。
[0086] 如下制備濕玻璃毯。該玻璃纖維在裝有機(jī)械攪拌器的54升容器中在500rpm攪 拌下在27升大約50°C的溫水中分散30秒,隨后向該容器中加入400克0. 2 %的Cytec Superfloc A-130絮凝劑溶液并混合60秒。玻璃纖維漿料引入到11. 8X11. 8X11.0英 寸(30X30X28厘米)裝備了具有塑料織物的絲網(wǎng)支承的織物氈鑄模上。具有塑料織物 的濕玻璃氈通過真空狹槽以除去過量的水。在濕玻璃氈上施加由實(shí)施例1-4制得的20% 的粘結(jié)劑溶液,隨后再次通過真空狹槽以去除過量的粘結(jié)劑,獲得具有粘結(jié)劑的濕玻璃氈。 具有粘結(jié)劑的玻璃氈在MethisLabdryer上在19TC(375°F)下固化3或6分鐘,或在 204°C(400 °F )或 216°C(420 °F )或 218°C(425 °F )下固化 3 分鐘。
[0087] 如下制備干拉伸強(qiáng)度樣品。將玻璃氈切割成I. 5 X 4.0英寸(3. 8 X 10. 2厘米)矩 形試樣。在Instr〇nTM5566裝置上測(cè)量來自三種玻璃氈手抄紙的總計(jì)十八個(gè)試樣以獲得平 均測(cè)量值。干拉伸強(qiáng)度單位為磅力/英寸試樣寬度。
[0088] 如下制備濕拉伸強(qiáng)度樣品。試樣在Precision Microprocess Controlled 280水 ?。═homas Scientific)中在80°C下在水中浸泡10分鐘。用紙巾除去試樣中的過量水。立 即在Instr〇n TM6655裝置上對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)試。濕拉伸強(qiáng)度單位為磅力/英寸試樣寬度。
[0089] 實(shí)施例7
[0090] 如下制備用聚(乙烯醇)改性的PGC。450克聚(檸檬酸甘油酯)、5. 42克Fentak CT0234、144. 11克20% SELV0L?502、18. 01克40%乙二醛和18. 01克水在攪拌下混合。所 得為澄清的淺黃色溶液。通過應(yīng)用實(shí)施例6中的程序進(jìn)行粘結(jié)劑的評(píng)估?;趯?shí)施例5和 6中的程序在微纖維濾紙和玻璃氈手抄紙上評(píng)估粘結(jié)劑。
[0091] 測(cè)量了實(shí)施例1-4中制得的聚酯材料的物理性質(zhì)并呈現(xiàn)在表1中。在具有反射率 檢測(cè)器的GPC Perkin Elmer 200上測(cè)量聚酯材料的分子量(Mw),二甲基甲酰胺(DMF)用作 該試驗(yàn)的流動(dòng)相。聚乙二醇(PEG)標(biāo)樣用于校準(zhǔn)。通過Brookfield DV-11+Pro粘度計(jì)測(cè)量 粘度。通過ASTM D974測(cè)試方法進(jìn)行酸滴定來測(cè)定酸值。在爐中在180°C下干燥液體產(chǎn)品 1小時(shí)后測(cè)量固含量。表1中的結(jié)果顯示了檸檬酸和甘油的聚合反應(yīng)在粘度、pH、酸值、餾 出水的量(副產(chǎn)物)和粘度以及反應(yīng)中測(cè)得的最小酸值方面的改變。
[0092] 表1?聚酯的物理性質(zhì)
[0093]
【權(quán)利要求】
1. 制備聚酯溶液的方法,包括: 混合至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有至少三個(gè)羥基的多羥基醇 的單體以形成反應(yīng)混合物; 將該反應(yīng)混合物加熱至第一溫度; 在第一溫度下聚合該單體直到達(dá)到大約200至大約400mgK0H/g的酸值; 調(diào)節(jié)該反應(yīng)混合物的溫度至低于第一溫度的第二溫度;并 向反應(yīng)混合物中裝入水以形成聚酯溶液。
2. 權(quán)利要求1的方法,其中所述有機(jī)酸選自檸檬酸、癸二酸、己二酸、富馬酸、乳酸、六 氫鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、二羥甲基丙酸、鄰苯二甲酸 酐、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、1,4-環(huán)己二酸、偏苯三酸酐、馬來酸酐及其組合。
3. 權(quán)利要求1的方法,其中所述多羥基醇選自甘油、三羥甲基丙烷、三羥甲基乙烷、 乙二醇、丙二醇、二乙二醇、2-甲基-丙二醇、2, 2-二甲基-1,3-丙二醇、2-乙基-2-甲 基-1,3-丙二醇、2- 丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、1,4-二羥甲基環(huán)己烷、2, 2, 4-三甲 基-1,3-戊二醇、1,6-己二醇、季戊四醇、二(三羥甲基)丙烷、山梨糖醇及其組合。
4. 權(quán)利要求1的方法,其中所述有機(jī)酸對(duì)所述多羥基醇的摩爾比為1:3至3:1。
5. 權(quán)利要求1的方法,其中所述第一溫度包括大約100°C至大約200°C。
6. 權(quán)利要求6的方法,其中所述第二溫度為大約80°C至大約100°C。
7. 權(quán)利要求1的方法,其中在催化劑的存在下混合所述有機(jī)酸與所述多羥基醇。
8. 權(quán)利要求7的方法,其中所述催化劑包含路易斯酸,所述路易斯酸選自丁基亞錫酸、 溴化亞錫、氯化鐵、氯化鋅、溴化鋅、氯化鋁及其組合。
9. 權(quán)利要求7的方法,進(jìn)一步包括當(dāng)向反應(yīng)混合物中裝入水以形成聚酯溶液時(shí)除去任 何多相催化劑。
10. 權(quán)利要求1的方法,其中所述聚酯溶液不含甲醛化合物。
11. 權(quán)利要求1的方法,其中所述聚酯溶液包含分子量為1,〇〇〇至10, 〇〇〇的聚酯材料。
12. 權(quán)利要求1的方法,其中所述反應(yīng)混合物進(jìn)一步包含含乙烯基醇的聚合物。
13. 形成制造品的方法,包括向纖維材料施加權(quán)利要求1的聚酯溶液。
14. 權(quán)利要求13的方法,其中所述纖維材料包含玻璃纖維、礦物纖維(礦棉)、聚酯纖 維、纖維素材料及其組合。
15. 制造品,包含: 基底;和 聚酯材料,其中所述聚酯材料由至少一種含有至少三個(gè)羧基的有機(jī)酸和至少一種含有 至少三個(gè)羥基的多羥基醇的共聚合形成,并且所述基底包含纖維材料。
16. 權(quán)利要求15的制造品,其中所述纖維材料選自玻璃纖維、礦物纖維(礦棉)、聚酯 纖維、纖維素材料及其組合。
17. 權(quán)利要求15的制造品,其中所述制造品具有40膀/1. 5央寸至100膀/1. 5央寸的 拉伸強(qiáng)度。
18. 權(quán)利要求15的制造品,其中所述纖維材料占所述制造品的大約70重量%至大約 95重量%。
【文檔編號(hào)】C08K3/10GK104334606SQ201380030021
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月15日
【發(fā)明者】張迎潮, R·C·薩布雷安, V·馬爾霍特拉, D·A·斯諾維爾 申請(qǐng)人:邁圖專業(yè)化學(xué)股份有限公司