用于制造聚酯的組合物與方法及由此制得的制品的制作方法
【專利說明】
[0001] 發明背景
技術領域
[0002] 本發明涉及聚酯材料。本發明特別涉及制備聚酯材料的方法和包含聚酯材料的產 品。
【背景技術】
[0003] 甲醛是工業中使用的最常見的化學品之一。根據International Agency for Research on Cancer(IARC)，2004年的國際產量超過460億鎊。甲醛眾所周知在醫學實驗 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，甲醛在許多應用中被認為是不合意的。自1990年以來，多家公司已經 試圖開發無甲醛產品，該產品等同于含有甲醛的產品，用于屋面玻璃墊和玻璃纖維絕緣。此 類產品，聚合物乳液和聚合物分散體，常常更加昂貴，并且不具有與傳統甲醛基樹脂相同的 性能。許多公司都在研宄可持續的無甲酸粘合劑 如糖基粘合劑和其它生物基材料 用于建筑材料。但是，這些材料并未表現出良好的機械性質和性能。
[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械性 質，或賦予基底以良好的機械性質。
[0006] 發明概述
[0007] 本發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羧基的 有機酸和至少一種含有至少三個羥基的多羥基醇的單體以形成反應混合物，將該反應混合 物加熱至第一溫度，在第一溫度下聚合該單體直到達到大約200至大約400mg KOH/g的酸 值，調節該溫度至低于第一溫度的第二溫度，并向反應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 含有至少三個羧基的有機酸與至少一種含有至少三個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，提供粘結劑材料，該粘結劑材料使用包含由至少一種含有至少三個 羧基的有機酸與至少一種含有至少三個羥基的多羥基醇形成的聚酯材料和交聯劑的制劑 來制備，所述交聯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 種含有至少三個羧基的有機酸與至少一種含有至少三個羥基的多羥基醇的單體以形成反 應混合物，將該反應混合物加熱至第一溫度，在第一溫度下聚合該單體直到達到大約200 至大約400mg KOH/g的酸值，并調節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 物及其組合的交聯劑。
[0012] 在另一方面，提供一種制造品，包括基底與粘結劑材料，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劑材料，所述配方包含由 至少一種含有至少三個羧基的有機酸與至少一種含有至少三個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 的交聯劑形成的聚酯材料。
[0013] 在另一方面，提供粘結劑材料，并且該粘結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羧基的有機酸和至少一種含有至少三個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羧基的有機酸與至少一種含有至少三個羥基的多羥基醇的單體以形 成反應混合物，將該反應混合物加熱至第一溫度，在第一溫度下聚合該單體直到達到大約 200至大約400mg KOH/g的酸值，并調節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劑材料，并且 該粘結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羧基的有機酸和至 少一種含有至少三個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，提供一種粘結劑材料，并且該粘結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羧基的有機酸和至少一種含有至少三個羥基的多羥基醇形 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 劑。
[0017] 在另一方面，提供形成粘結劑材料的方法，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羧基的有機酸和至少一種含有至少三個羥基的多羥基醇的單體以 形成反應混合物，將該反應混合物加熱至第一溫度，在第一溫度下聚合該單體直到達到大 約200至大約400mg KOH/g的酸值，并將溫度調節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 劑。
[0018] 在另一方面，提供包括基底與粘結劑材料的制造品，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 一種含有至少三個羧基的有機酸和至少一種含有至少三個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劑。
[0019] 在另一方面，提供一種粘結劑材料，并且該粘結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羧基的有機酸和至少一種含有至少三個羥基的多羥基醇 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 含有至少三個羧基的有機酸和至少一種含有至少三個羥基的多羥基醇的單體以形成反應 混合物，將該反應混合物加熱至第一溫度，在第一溫度下聚合該單體直到達到大約200至 大約400mg KOH/g的酸值，并調節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羧基的有機酸和至少一種含有至少三個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] 優選實施方案描述
[0023] 本發明的實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 粘結劑材料。
[0024] 在本發明的一個實施方案中，提供一種用于制備聚酯材料的方法，包括混合至少 一種含有至少三個羧基的有機酸和至少一種含有至少三個羥基的多羥基醇的單體以形成 反應混合物，和在第一溫度下聚合該單體直到達到所需酸值。隨后可以通過調節該溫度至 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，該有機酸和該多 羥基醇可以在催化劑的存在下反應。用于該反應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信產生具有相對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羧基的有機酸和至少一 種含有至少三個羥基的多羥基醇以形成反應混合物，其單體隨后反應以形成聚酯材料。任 選地，隨后可以在催化劑的存在下一起提供有機酸和多羥基醇以形成該反應混合物。
[0026] 含有至少三個羧基的有機酸可以是含有至少三個羧基的一種或多種有機多酸， 各自包括但不限于諸如三酸和具有四個或更多個羧酸基團的酸的材料。合適的有機酸的 實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、對苯二甲酸、 1，4-環己二酸、偏苯三酸酐、馬來酸酐及其組合。該有機酸可以是無水形式，如無水有機酸。 該有機酸可以占該反應混合物的大約50重量％至大約80重量％。該有機酸可以占該聚合 物的大約50重量％至大約80重量％。或者，具有少于三個羧基的一種或多種有機酸，如單 酸和二酸，可以與至少一種含有至少三個羧基的有機酸組合使用。
[0027] 含有至少三個羥基的多羥基醇可以